大叶藻科的系统发育与大叶藻居群遗传学分析

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1、、。大叶藻科的系统发育与大叶藻居群遗传学研究独创声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得(注!垫遗查基丝重要挂别童魉的!奎拦亘窒2或其他教育机构的学位或证书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以下事项：l、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查

2、阅和借阅。2、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学“中国学术期刊(光盘版)电子杂志社"用于出版和编入CNKI《中国知识资源总库》，授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)导师签字：彘得签字日期：山lf年}月；『日弋、＼锄州¨荪场伊轹胡别芏者陪f●刘沁凡位期学日字签大叶藻科的系统发育与大叶藻居群遗传学研究摘要大叶藻(ZosteramarinaLinnaeus)隶属于沼生目(Helobiae)、大叶

3、藻科(Zosteraceae)、大叶藻属(Zostera)，广泛分布于太平洋和大西洋沿海。针对大叶藻科在形态及分子分类方面不尽相同的研究结果，本研究基于matK、rbcL和ITS部分序列对大叶藻科及国内5种大叶藻进行了系统发育研究，并且开展了大叶藻不同地理居群遗传多样性的AFLP和微卫星DNA分析。主要研究结果如下：1、比较分析了15种大叶藻的marK基因和ITS片段的核苷酸序列，结果发现胞嘧啶(C)在2个目的片段上含量均较低。ITS基因片段检测到228处核苷酸替换，表现出丰富的遗传多态性，matK基因片段上有249处核苷酸替换，且大部分替换来自于第三密

4、码子的同义替换，种间在氨基酸水平上产生了一定的分化。基于matK基因和ITS片段，利用邻接法、最大简约法、最大似然法和贝叶斯法构建的系统发育树结果基本一致，明显分为4大支，大叶藻亚属、异叶藻属、拟大叶藻亚属和虾形藻属分别构成一支。大叶藻亚属和拟大叶藻亚属的核苷酸差异值在29．09％．35．51％，超过了屈良鹄等提出的大部分被子植物ITS属间核苷酸差异值(9．60％．28．80％)，在分子水平上两亚属都达到了属间差异。研究结果支持Tomlinson和Posluszny对大叶藻科的划分结果，建议将大叶藻科分为4个属。2、运用PCR直接测序法，对采自爱尔兰、日

5、本、韩国以及中国的大叶藻、矮大叶藻、丛生大叶藻和红须根虾形藻叶绿体的marK、而乩和核糖体ITS的部分片段进行测序，并结合GenBank中的宽叶大叶藻相关序列，比较分析了5种大叶藻3个目的片段的核苷酸差异，结果发现胞嘧啶(C)在3个目的片段上含量均较低。ITS片段检测到172处核苷酸替换，表现出丰富的遗传多态性。matK基因片段上有52处核苷酸替换，rbcL基因片段上有20处核苷酸替换，且大部分替换来自于第三密码子的同义替换，种间在氨基酸水平上产生了一定的分化。基于ITS、matK和rbcL3个片段，利用邻接法、最大简约法、最大似然法和贝叶斯法构建的系统

6、发育树结果基本一致，明显分为3大支。矮大叶藻与属间3种大叶藻的核苷酸最小差异值为19．33％，明显超过了屈良鹊等提出的大部分被子植物ITS属间核苷酸差异值，在分子数据上达到了属的水平。基于matK和大叶藻科的系统发育与大叶藻居群遗传学研究rbcL基因片段拼接序列的分析结果表明：大叶藻与丛生大叶藻的分化时间约在上新世，与宽叶大叶藻的分化时间约在上新世，与矮大叶藻的分化时间约在渐新世，与红须根虾形藻的分化时间约在始新世。4个地区的大叶藻的ITS片段序列完全相同，结果表明大叶藻ITS区的变异程度与地理距离无相关性，ITS不适合用于大叶藻不同地理株间的分子系统演

7、化。该研究进一步阐述了5种大叶藻的系统发育关系，同时也为国内海草的分子系统发育研究提供了重要参考。3、基于AFLP技术对6个不同地理居群的63株大叶藻进行了居群遗传学研究。6对引物共得到235条条带，其中160条(68．09％)是多态性的。最高平均杂合度值和Shannon多样性指数出现在爱尔兰克莱尔郡居群(O．072和O．115)，而最低值出现在青岛胶南居群(O．007和0．011)。6个居群遗传相似性系数(S)范围为0．660．0．924，相应的遗传距离(D)范围为0．076—0．340。AMOVA分析结果显示83．29％的变异来自居群间，16．71％

8、的变异来自于居群内。由UPGMA系统树可以看出，中国的3个居群聚类到一起，而天鹅