變葉海棠遺傳分化及其近緣種形成的分子基礎研究

《變葉海棠遺傳分化及其近緣種形成的分子基礎研究》是依託西南大學，由周志欽擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：變葉海棠遺傳分化及其近緣種形成的分子基礎研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：周志欽
• 依託單位：西南大學

項目摘要

現有地理學、形態學、細胞學和DNA分子標記等研究表明，蘋果屬植物變葉海棠是隴東海棠和花葉海棠的雜交後代又多次與親本種回交形成的雜種複合體, 與其同域分布的小金海棠、馬爾康海棠、多毛海棠是其居群分化形成的姊妹種。本項目擬在變葉海棠雜種起源和種內遺傳多樣性分化研究的基礎上， 根據分子系統學和群體遺傳學的原理，用細胞核SbeI單拷貝基因和cpDNA序列變異重建變葉海棠與近緣種間的分子譜系關係，用nrITS序列分析因雜交引起的網狀進化,並用全部DNA序列分析變葉海棠及其近緣種的居群遺傳結構、居群間基因流和種間分化距離，從細胞核和葉綠體兩個基因組全面分析變葉海棠及其近緣種間遺傳分化和物種形成的分子基礎。該項目的研究不僅對分析我國蘋果屬植物遺傳多樣性分化與物種形成的機理有重要的科學意義，而且對進一步探索雜交、無融合生殖等在果樹遺傳育種和資源研究利用等方面的作用都具有重要的理論和實踐意義。

結題摘要

本項目圓滿完成了預期目標。我們採用單拷貝核基因SbeI和三個葉綠體片段研究了變葉海棠（M. toringoides）及其三個近緣種—馬爾康海棠（M. maerkangensis M. H. Cheng, Zeng et al.）、多毛海棠（M. setok Vassilcz.）和小金海棠（M. xiaojinensis M. H. Cheng et Jiang）的進化起源問題。用於研究的每一份變葉海棠樣品中均檢測到兩種類型的SbeI基因序列，確定了變葉海棠的雜種起源的性質。綜合葉綠體和核基因的系統發育結果，我們推測變葉海棠的母本與現存蘋果屬植物中的錫金海棠（M. sikkimensis）和海棠花（M. spectabilis）最近緣（即遺傳分化最小），而花葉海棠是變葉海棠最可能的父系親本。基於形態變異分析認為隴東海棠是變葉海棠親本的觀點沒有得到本研究分子數據的支持。我們的系統發育分析進一步顯示，變葉海棠作為母本與花葉海棠和隴東海棠發生了進一步雜交。變葉海棠與隴東海棠雜交產生了兩個新的類群：馬爾康海棠和小金海棠；而變葉海棠與花葉海棠回交產生了新類群多毛海棠。這三個新類群由於形態上與原有親本物種產生了一定的分化，因此被一些研究者處理為新物種。但是考慮到他們來源於雜交和多倍化，行無融合生殖，並且自然分布區狹小；同時借鑑相關研究的處理方法，我們認為這些新類群最好處理為複合體中的微種而非獨立的新物種。