利用簡化基因組測序(RAD-seq)研究羅浮栲自然群的物種分化

《利用簡化基因組測序（RAD-seq）研究羅浮栲自然群的物種分化》是依託華南農業大學，由孫曄擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：利用簡化基因組測序(RAD-seq)研究羅浮栲自然群的物種分化
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：孫曄
• 依託單位：華南農業大學

項目摘要

栲屬（Castanopsis）植物是殼斗科常綠闊葉樹種，是我國重要的林木種質資源。羅浮栲自然群包括了八種親緣關係很近，有時難以區分的樹種。在這個自然群內，一方面，可能存在的種間基因交流使得物種間的界限變得模糊；另一方面，歧化選擇的作用又使得物種間保持了形態和生態方面的不同。因而從群體基因組水平尋找適應性相關的分子標記對理清這些物種間的進化關係，了解歧化選擇在同域物種分化中的作用，以及對林木種質資源開展優異基因挖掘都是至關重要的。RAD-seq是隨著高通量測序技術的出現應運而生的一種簡化基因組掃描方法，既降低了基因組研究的複雜度，又可快速鑑定出大量的SNP分子標記。本研究擬利用RAD-seq技術對羅浮栲自然群各物種進行群體水平的簡化基因組掃描研究，以期了解羅浮栲自然群內物種間的界限和系統發育關係；尋找羅浮栲和鹿角栲基因組上阻礙基因交流的遺傳位點，揭示歧化選擇在羅浮栲和鹿角栲同域分化中作用。

結題摘要

羅浮栲自然群是我國亞熱帶常綠闊葉林重要樹種。在這個自然群內，一方面，可能存在的種間基因交流使得物種間的界限變得模糊；另一方面，選擇的作用又使得物種間保持了形態和生態方面的不同。因而從群體基因組水平研究這些物種間的遺傳分化、進化關係以及基因交流是至關重要的。我們利用簡化基因組（RAD-seq）測序技術對羅浮栲自然群以及其他栲屬物種的系統發育關係進行研究。採用最大似然法和貝葉斯法對栲屬物種進行系統發育重建，並檢測物種間的基因交流，進而了解物種間基因交流對系統發生關係的影響。系統發生分析結果表明最大似然樹和貝葉斯系統樹具有一致的拓撲結構。但在系統發生樹中存在同一物種不同群體的個體沒有形成一個單系而是表現為並系的現象，而且還有一些分支支持率很低，這些結果暗示栲屬植物某些物種間可能存在基因流。羅浮栲自然群沒有形成一個單系，鹿角栲顯示出與甜錐和米錐有更近的遺傳關係。我們利用D-statistic test以及Four-population test檢驗方法來檢測栲屬物種間是否存在基因交流，進而了解物種間基因交流對系統發生分析的影響。D-statistic test和Four-population test的檢測結果都支持同域分布的甜櫧和米櫧、紅錐和米櫧存在有極顯著的基因交流。儘管Four-population test的檢測結果支持羅浮栲和瓦山栲之間, 銀葉栲和小果栲之間可能有基因交流，但是D-statistic test的檢測結果並不顯著，因此還需要採集更多群體樣本來開展更深入的研究來驗證這些種類間是否發生過基因交流。從以上結果我們可知栲屬某些物種間確實存在基因交流，這也是影響栲屬物種系統發生分析的一個重要原因。另外群體水平的簡化基因組分析表明羅浮栲和鹿角栲之間有明顯的遺傳分化，也存在顯著的基因交流。