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双六道木属植物(Diabelia Landrein)隶属忍冬科北极花亚科,为典型的中-日-韩间断分布类群。由于属内存在种间杂交、近期种间分化和趋同进化现象,加之前期研究取样较少、使用的分子片段较少,双六道木属属下系统发育关系和生物地理研究尚不明确,属内物种的界定尚存在争议。本研究基于双六道木属植物分布区内66个居群的549个个体植物样品,应用ANOVA和线性回归等形态统计、叶绿体片段测序、核基因微卫星位点扩增、浅层全基因组测序和生态位模型模拟等方法对双六道木属进行了系统发育和生物地理学研究。综合运用以上形态和分子数据,探讨双六道木属属下的系统发育关系、生物地理起源和分歧时间等,并进行了分类学修订。得到以下主要结论:1,基于叶绿体片段(rpl32-trnL,trnH-psbA)居群遗传多样性与谱系地理结构,双六道木的cpDNA分析共得到37个单倍型,单倍型网络图显示出典型的多起源分布结构。最大简约法构建系统发育树显示,黄花六道木(Diabelia.serrata)除疑因叶绿体捕获事件导致的单个D.ionostachya var.tetrasepala个体的插入之外,物种形成比较好的单系结构,中国D.serrata居群在整个D.serrata系统发育进化支的最基部,其余物种均未形成单系结构,且系统发育位置十分复杂。遗传多样性方面,显示出比较高的单倍型多样性与核苷酸多样性(Ht=0.926;πt=0.0072)体现出双六道木漫长的进化历史。2,通过双六道木转录组测序,共开发出1 1对具有多态性的nSSR引物,居群遗传多样性分析显示:13%的微卫星位点检测到显著的连锁不平衡。由于部分无效等位基因的存在,部分居群偏离了哈温伯格平衡。在遗传多样性与遗传分化中,双六道木属显示出较高居群间遗传分化与总遗传多样性以及较低的平均居群遗传多样性(Het0.736;mean He=0.385;Fst=0.419),且地理距离与遗传距离之间存在显著相关性(p-value=0.010)。nSSR 的STRUCTURE分析中K=5为最佳分组,基因池之间的分子方差百分比为22.7%,大于四个物种分类的物种间分子方差百分比8.9%,K=5的分组支持双六道木属属下四个物种的分类体系。此外,瓶颈效应分析发现日本群体没有受到严重的遗传漂变(36个居群中只有5个居群检测到瓶颈效应),近期一直保持在相对稳定的状态。3,基于双六道木属28个样本叶绿体基因组进行分析,其基因组长度范围为156,243 到 157,578 bp 之间,其中大单拷贝区(largesingle copy region,LSC)89,539-90,801 bp、小单拷贝区(small single copy region,SSC)1 8,818-19,072 bp,反向重复区域(inverted repeat region,IR)23,726-24,034 bp,具有81个编码基因区域和130个非编码基因区域,8个高变异基因间隔区,并检测到ycf1,ycf2,ndhB,petG,accD和clpP为假基因,28个叶绿体基因组之间具有类似的基因组结构。叶绿体全基因组的系统发育结果显示:中国D.ionostachya var.wenzhouensis居群,韩国D.spaathulata var.spathulata居群与日本山形县D.ionostachya var.ionostachya居群形成一个进化分支,并处于系统进化树的最基部(BI/ML/MP:1/80/-);温州六道木(D.spathulata)不是单系,分成三支:1),韩国地区D.spathuata居群;2),日本富山县D.spathulata var.miyagii居群;3),日本地区除富山县居群外其余的D.spathulata居群。与叶绿体片段的系统发育树类似,D.ionostachya var.tetrasepala物种处于D.serrata进化分支内。D.sanguinea与日本富山县D.spathulata居群形成姊妹类群并具有较高支持率(BI/ML/MP:1/100/100)。4,基于叶绿体基因组的贝叶斯分歧时间分析显示,双六道木的冠群时间点为28.31 Ma[95%HPD:22.73-32.95 Ma],四个物种全部于第三纪就已完成物种分化,较早分化的中国地区居群(20.85 M[95%HPD:13.42-27.77 Ma])为原始遗留居群,但中国东海地区在物种分化中所起到的作用仍然不明;同时系统发育显示第三纪中晚期双六道木属曾产生大量谱系分化包括韩国地区的居群。祖先分布地重建分析表明,在中国的东部、日本和韩国等地区,双六道木出现了多个重要的时间点,估计冠群的节点年龄在中渐新世时期的28 Ma,日本东北部区域是日本地区双六道木类群最可能的原始类群分布区域,同时也显示出典型的多起源分布的分布特点,这些结果得到生态位模型模拟结果的进一步支持。综上,双六道木于第三纪渐新世时期开始分化,其中中国D.ionostachya居群为原始遗留居群,在第三纪中晚期由于气候影响,双六道木产生大量的谱系分化,其中包括韩国地区的D.spatulata居群在这一时间产生分化,在末次盛冰期(Last Glacial Maximum;LGM)时期,双六道木广泛分布与东亚地区,包括中国东海大陆架部分。在现代分布地,中国地区只留下中国浙江地区具有双六道木分布,而日本地区居群除北海道地区仍然具有广泛的分布。日本地区居群在近期没有经历过大范围的瓶颈作用,居群相对稳定居群体现出居群遗传多样性低,而居群之间遗传分化高的居群特点。在双六道木的种群历史上,基因流动中断和遗传漂变是影响日本现有种群结构的主要因素。现有分子数据支持双六道木属属下四个物种(即D.serrata,D.spathulata,Dsanguinea 和D.ionostachya)的分类体系。