美洲野生稻的分子系統(tǒng)發(fā)育與進化研究.pdf

1、具有CCDD染色體組的異源四倍體美洲野生稻，包括Oryza alta Swallen、O．grandiglumis(Doell)Prod．和O．Latifolia,Desv．3個物種，屬于O．officinalis復合體，在稻屬(Oryza)中是一個比較特殊的類群。長期以來，以其局限的地理分布、錯綜復雜的分類學地位、不清晰的物種起源以及其異源多倍體的性質(zhì)，一直吸引著眾多學者的關注?？偨Y(jié)以往的研究發(fā)現(xiàn)主要存在以下幾個問題：(1)不同的學者

2、對美洲野生稻這3個物種之間的系統(tǒng)發(fā)育關系各持己見；(2)美洲野生稻的起源問題長期以來一直困擾稻屬系統(tǒng)分類學家。(3)CCDD物種倍增基因的分子進化問題引人深思。這些野生稻將來自不同染色體組親本的基因整合到一個共同的核中，導致了整個基因組的倍增，那么這些來自不同染色體組上的倍增基因會采取何種進化方式，發(fā)生怎樣的遺傳改變? 以上這些問題都有待于通過大量的實驗研究來不斷地尋求答案。針對上述問題，我們對美洲野生稻這3個物種的部分個體展開

3、研究，以核低拷貝基因Adh1、GPA1為目的基因，采取序列分析的方法，希望能從DNA水平對這些問題有所揭示，其研究結(jié)果如下： (1)通過總結(jié)以往稻屬異源四倍體中染色體組C和D以及稻屬現(xiàn)存的所有二倍體染色體組A、B、C、E、F的乙醇脫氫酶基因(Adh1)片段的序列差異，并以G染色體組序列作為外類群，采用PAUP運算軟件中的簡約性和距離方法重新計算了各個染色體組之間的系統(tǒng)發(fā)育關系，進一步證明了3個CCDD四倍體是一次雜交事件的產(chǎn)物：

4、四倍體中的C染色體組和亞洲的二倍體O．officinalis、O．rhizomatis物種中的C染色體組表現(xiàn)出更近的系統(tǒng)發(fā)育關系；而D染色體組和澳洲的O．a(chǎn)ustraliensis物種中的E染色體組表現(xiàn)出較近的親緣關系，二者可能有共同的祖先；同時進一步闡明了3個美洲野生稻中O．a(chǎn)lta和O．grandigulmis的系統(tǒng)發(fā)育關系較近。 (2)通過對來自不同分布區(qū)的含CD染色體組物種以及二倍體物種樣品O．officinalis(C

5、C)和O．a(chǎn)ustraliensis(EE)的低拷貝核基因GPAl(G蛋白a亞基基因)的克隆測序，探討了低拷貝基因在多倍體中的進化模式，從基因序列上揭示CD物種成種后，來自不同染色體組上的倍增基因會出現(xiàn)的可能進化動態(tài)。發(fā)現(xiàn)在CD物種的核基因組內(nèi)兩種染色體組類型的拷貝同時存在；較其他植物，其核苷酸多樣性θW和π呈現(xiàn)出較低的水平；同時，在3個物種內(nèi)，C染色體組拷貝的多態(tài)性均高于D染色體組拷貝，特別是在O．grandiglumis和O．lat