西双版纳热带森林树种DNA 条形码鉴定与群落系统发育研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 慈秀芹 |
| 答辩日期 | 2018-05 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 李捷 |
| 关键词 | Dna 条形码 热带树种 物种鉴定 群落系统发育 森林动态监测样 |
| 学位专业 | 植物学 |
| 其他题名 | DNA barcoding tropical trees and community phylogeny in Xishuangbanna rainforest |
| 英文摘要 | 物种鉴定对生物多样性保护和利用至关重要，在热带地区往往由于极大的物 种丰富度而面临挑战。随着全球气候变化和人类活动加剧，生物多样性正以前所 有未的速度发生改变，如何快速认识和发现物种，是摆在分类学家面前的严峻问 题，传统分类学由于耗时和对专家依赖程度很高而受到限制；而且热带树种往往 难以获取有花有果的标本使得即使分类学专家也难以准确把握。DNA 条形码是 指用短的、标准的DNA 序列快速准确地进行物种鉴定，大大加快了全球生物物 种的鉴定和分类步伐；同时产生的数据还可以用来构建系统发育树，解决物种之 间的系统发育关系，为从进化角度研究群落构建机制和评估生物多样性保护 供 了有效途径。 为探讨DNA 条形码技术在生物多样性丰富的热带地区的应用，本研究选择 两个核心条形码rbcL、matK 和辅助条形码trnH-psbA、ITS，对西双版纳补蚌大 样地进行了树种DNA 条形码采集与研究，通过分析引物通用性和物种鉴定成功 率，评估DNA 条形码对西双版纳热带树种的鉴定能力；采取三种不同的方法构 建群落系统发育关系树，比较在拓扑结构和分支支持率上的差异，确定最优建树 方案。主要研究结果归纳如下： 1.采用样地DNA 条形码操作流程，收集了1019 个样品（包含118 份未被鉴定 的树种），扩增成功率均达到80%以上，其中核心条码rbcL 最高，其次是trnH-psbA 和ITS，matK 最低；测序成功率均达到77%以上，其中核心条码rbcL 最高，其 次是trnH-psbA，matK 和ITS 最低；以上结果说明DNA 条形码通用性较好。 2.核心条形码rbcLmatK 对西双版纳大样地物种鉴定成功率不高（60%左右）， 增加补充条形码后，rbcL matK trnH-psbA ITS 四片段组合可以完成大部分 物种的鉴定（BLAST：90.91%，NJ：77.89%）；并分析认为属内物种多样性高（如 榕属、杜英属、木姜子属），是本研究中物种成功鉴定较低的重要原因。 3.利用样地物种DNA 条形码构建参考数据库，对118 份未被鉴定的样品进行 本地BLAST 和NJ 树分析，同时结合GenBank 中BLAST 结果，确认了大部分 物种的分类位置，仅有少数（BLAST：6，NJ：10）未被鉴定到任何分类单元， 较单纯的形态学鉴定大大 高了对这些样品的认识程度。 4.形态学鉴定错误是广泛存在的问题，通过RAxML 构建的系统数发现，紫珠 属植物没有形成单系，分成的两支距离很远，一支符合其在APG 系统上的位置， 即与牡荆属、石梓属聚在一起；另一支四个木紫珠个体形成单系，与五加科靠近； 经BLAST 分析发现，与荚蒾属植物序列相似程度最高。重新检查凭证标本，经 形态学联合分析确认，样品中的四个木紫珠均为厚绒荚蒾，为样地物中增加了一 个科（五福花科）、一个属（荚蒾属）。本研究发现了厚绒荚蒾在西双版纳样地中 的分布，证实了DNA 条形码能够为新类群的发现 供线索，但必须与传统分类 学相结合。 5.DNA 条形码采用的片段往往与分子系统学存在一致性，能够帮助解决类群 之间的系统发育关系。Phylomatic 是最简单、方便的简述软件，缺点是末端分支 解决能力不足，从而可能影响对群落系统发育结构和群落构建过程判断；利用 rbcL matK trnH-psbA ITS 四片段组合构建超级矩阵，使用“约束树”可以 获得解决能力好、末端分支支持率高的群落系统发育关系（Constraint Barcode Phylogeny）。 尽管DNA 条形码在西双版纳补蚌大样地的鉴定存在一定的不足，但其显示 出该地区形态鉴定困难的物种快速区分的潜力，相对于形态学分类，能够帮助研 究者以更快地速度认识生物多样性；同时能够较好地解决群落水平上类群之间的 系统发育关系，有利于群落系统发育结构的研究和生物多样性的评估，帮助从进 化角度理解和保护多样性。 关键词：DNA 条形码，热带树种，物种鉴定，群落系统发育，森林动态监测样 地 |
| 公开日期 | 2018-07-31 |
| 源URL | [http://ir.xtbg.org.cn/handle/353005/10957]  |
| 专题 | 西双版纳热带植物园_西双版纳热带植物园毕业生学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 慈秀芹. 西双版纳热带森林树种DNA 条形码鉴定与群落系统发育研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2018. |
入库方式： OAI收割
来源：西双版纳热带植物园
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。