四种栎属青冈亚属植物叶绿体基因组特征及系统发育研究

Q949; 栎属青冈亚属植物的系统发育地位长期存在着争议,部分种的种间关系不明确.为揭示宁冈青冈(Quercus ningangensis)、曼青冈(Q.oxyodon)、毛曼青冈(Q.gambleana)、竹叶青冈(Q.neglecta)的叶绿体基因组特征及系统发育关系,该研究选择以上4种栎属青冈亚属植物的成熟叶片进行二代测序,对其叶绿体基因组结构和特征进行分析,并结合相关类群进行系统发育研究.结果表明:(1)宁冈青冈、曼青冈、毛曼青冈、竹叶青冈的叶绿体基因组序列长度分别为160906、160883、160832、160784 bp,均编码133个基因,包括88个蛋白质编码基因、37个tRNA基因、8个rRNA基因.(2)4种栎属青冈亚属植物偏好以A/T结尾的密码子,质体基因组变异区域主要存在于非编码序列.(3)通过IR边界分析得出,4种栎属青冈亚属植物存在ycf1假基因且在IRb/SSC区域发生扩张.(4)系统发育分析显示,在壳斗科中,水青冈属(Fagus)和轮叶三棱栎属(Trigonobalanus)较早分化出来,栎亚属(subg.Quercus)未形成一个单系群,叶绿体基因组建树结果和核标记、质体标记一致,栎亚属中Ilex组和Cerris组间出现穿插现象.(5)毛曼青冈的系统发育地位存在着争议,《中国植物志》及部分地方植物志将毛曼青冈作为一个单独的种处理;周浙昆、邓敏等学者根据叶的特征将毛曼青冈作为曼青冈的一个亚种处理;而该研究根据叶绿体基因组信息并结合前人的形态分析结果,支持毛曼青冈作为一个独立的种存在的观点.该研究结果为探讨栎属青冈亚属系统发育地位、栎属青冈亚属组的划分、存疑种种间关系的解决提供了基础资料.