分子植物地理学研究组
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Muhammad Amin Ullah SHAH Amin 博士,导师:李德铢
学位论文题目:密叶红豆杉的种级界定和保护遗传学研究
学位论文摘要: 密叶红豆杉是西喜马拉雅地区特有的濒危物种,且红豆杉的分类在西喜马拉雅地区一直比较混乱。本文对分布于西喜马拉雅地区的须弥红豆杉、欧洲红豆杉和密叶红豆杉进行了研究,通过对62份蜡叶标本的27个形态学性状的主成份分析及核基因ITS和叶绿体基因trnL-F的序列分析,结果表明三个种形成不同的分支,支持各自为独立的种,组合的形态性状可做为区分三个种可靠的鉴别特征。分布于西喜马拉雅地区的红豆杉为密叶红豆杉,其种级地位得到形态学和分子证据的强烈支持,并对三个种的分布区进行了重新的界定。 RAPD数据的遗传学分析表明,密叶红豆杉居群内的遗传多样性较低,而居群间存在较高的遗传变异。这样的结果可能是由于密叶红豆杉的生境的片断化和进化历史,如遗传漂变和有限的基因流所导致。在此结果的基础上对密叶红豆杉的就地保护和迁地保护的策略进行了讨论。 利用DPS和PCA对密叶红豆杉的形态学性状进行了分析,结果表明这些性状受生态因子的影响较大。Mantel 检测显示欧式距离与地理距离间存在一定程度的相关性,而居群间的遗传距离与欧式距离间无相关性。 在谱系地理研究中发现了2个单倍型,单倍型I分布最广,存在于所有的居群中,而单倍型II仅发现于居群SW中的单一个体中。由于检测到的单倍型有限,密叶红豆杉的谱系地理关系没有得到很好的解决,还需要进一步的深入研究。
林娜娜 博士,导师:李德铢 学位论文题目:Phylogeny and Biogeography of the Tribe Mutisieae in 帚菊木族(Tribe Mutisieae Cass.)是菊科较基部的一个类群,中南美洲是其主要分布中心,东亚地区亦为该族的分布中心之一,分布有栌菊木属群(Nouelia group)、帚菊属群(Pertya group)、扶郎花属复合群(Gerbera-complex)三个关键类群。本文利用孢粉学、比较胚胎学、叶表皮解剖学和分子系统学等多学科的研究手段,对这几个关键类群进行了系统研究,主要探讨了这些类群的属间及部分属的种间关系。在综合已有各分支学科资料的基础上,利用化石资料对东亚帚菊木族各类群的起源、分异时间进行校正,并对它们的地理分布格局的形成进行了初步的探讨。主要研究结果如下: 1、孢粉学 对东亚地区帚菊木族8属27个种1个变种及产于美洲的Gochnatia 1个种进行了光镜和电镜研究,其中22种是首次研究报道。研究该族的8个属中,花粉粒通常对称,等极,三孔沟。赤道面观球形或近长球形,极面观三裂圆形。在扫描电镜下观察,花粉外壁纹饰可分为三种类型,即:粗颗粒状、细颗粒状和刺状。研究结果表明,Macroclinidium 的花粉特征与其他7个属有显著的区别。东亚帚菊族花粉形态特征在种间变化较小,但其对于研究属间关系提供了十分有用的依据,对于进一步了解该族的进化历史具有重要意义。 2、比较胚胎学 主要对亚洲产白菊木属(Leucomeris D. Don)和栌菊木属(Nouelia Franch.)中的代表种(Leucomeris decora D. Don和Nouelia insignis Frach.)的大小孢子从产生,发育直至成熟的整个过程进行了详细观察,在结合已知的兔儿风属(Ainsliaea DC.)和Gerbera胚胎学资料基础上,对其胚胎学特征进行比较和分析,探讨它们之间的亲缘关系。研究结果表明,白菊木属和栌菊木属的胚胎学特征较为相似,均只具有一列孢原,花药壁三层,每层只有单层组成,单核腺质绒毡层,倒生胚珠,单珠被薄珠心,八核蓼形胚囊。但它不同之处在于,其各个分化时期的发生和持续时间稍有差异。结果支持白菊木和栌菊木互为姐妹群的关系,同时,它们的胚胎学特征具有一定的原始性,表明了白菊木和栌菊木可能为古老的类群的后裔。 3、叶表皮解剖 选取了12属 31个种在光镜和电镜下进行观察。研究发现气孔器普遍存在于叶的下表皮,少数种上表皮也有分布,气孔器主要分为星状(staurocytic)和无规则(anomocytic)两种类型。叶表皮细胞种间区别不明显,属间较为一致,叶表皮细胞为多边形和不规则形,垂周壁平直、弓形、浅波状或波浪状。气孔器表面观为椭圆形和近圆形,气孔外拱盖内缘近平滑至浅波状。其中Macroclinidium具有双层气孔外拱盖。大部分种叶表面光滑无蜡质或角质,部分种叶表面具薄片状或层状蜡质。 4、分子系统学 基于对东亚地区帚菊木族及相关类群的ITS、ndhF、trnL-F、rpl16四个DNA分子序列的单独和联合分析,结果发现东亚的白菊木与分布于产于美洲的Gochnatia关系较远,应恢复其原有属名为Leucomeris D. Don,白菊木和栌菊木属为姐妹群关系,在系统树上较为孤立,与南美的Stifftia J. C. Mikan属位于帚菊木族的基部位置。兔儿风属是一个单系类群,但其属下分组有待商榷。基于前面分子系统学和形态学的证据,蚂蚱腿子属(Myripnois Bunge)应并入帚菊属(Pertya Sch. Bip.)中,为其华帚菊系(Ser. Sinenses Ling)的成员之一,这样Pertya group减少为三个属。对Gerbera complex分析结果支持Jefrey (1967)和吴征镒等(2002)的观点,即Piloselloides应该从Gerbera中分离出来,恢复为单独的属,而Gerbera和Leibnitzia的属间关系未得到很好的解决,目前倾向于将这两个属作合并处理,但这有待于进一步扩大取样范围进行深入研究来进行验证。 5、生物地理学 使用分子钟对东亚分布的帚菊木族的起源、分异时间进行较正,并在此基础上探讨了这些类群现在地理分布格局形成的过程。研究认为帚菊木族起源于始新世晚期,为新热带起源。Nouelia group祖先类群从起源地沿北美,通过当时尚存的白令陆桥或北大西洋陆桥向亚洲扩散,第四纪冰期在我国西南部避难所得以保存,并在冰期后期分化为两个属,与南美的几个较原始的属为平行演化关系。Gerbera complex的祖先在向亚洲及非洲迁徙过程中分为两支,一支后期分化为南美现代的Chaptalia、Trichocline等属,另一支则迁移至非洲,并在迁移途中发生分化,部分种属在第四纪冰期在我国西南地区得以保存,并在冰期后向北扩散。东亚现存的Pertya group与非洲的一些属有共同的祖先类群,在第四纪冰期后逐渐向北扩散,并因多变的气候发生辐射演化。 |
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