Nghiên cứu phân loại phức hợp Quercus langbianensis dựa trên hình thái học và mã vạch DNA của các chuỗi cổ điển và thế hệ tiếp theo.

PhytoKeys - Số 95 - Trang 37-70 - 2018
Hoang Thi Binh1, Nguyen Van Ngoc1, Shuichiro Tagane2, Hironori Toyama2, Keiko Mase2, Chika Mitsuyuki3, Joeri Sergej Strijk4,5, Yoshihisa Suyama3, Tetsukazu Yahara1,2
1Graduate School of Systems Life Sciences, Kyushu University, 744 Motooka, Fukuoka, 819-0395, Japan.
2Centre for Asian Conservation Ecology, Kyushu University, 744 Motooka, Fukuoka, 819-0395, Japan.
3Kawatabi Field Science Centre, Graduate School of Agricultural Science, Tohoku University, 232-3 Yomogida, Naruko-onsen, Osaki, Miyagi 989-6711, Japan.
4Biodiversity Genomics Team, Plant Ecophysiology & Evolution Group, Guangxi Key Laboratory of Forest Ecology and Conservation (under state evaluation status), College of Forestry, Daxuedonglu 100, Nanning, Guangxi, 530005, PR China.
5State Key Laboratory for Conservation and Utilisation of Subtropical Agro-bioresources, College of Forestry, Guangxi University, Nanning, Guangxi 530005, PR China.

Tóm tắt

Phân loại của Quercus langbianensis và các loài liên quan tại Việt Nam và Campuchia đã được xem xét lại dựa trên các bằng chứng thu được từ quan sát thực địa, so sánh hình thái học của mẫu vật trong bảo tàng và phân tích phân tử sử dụng cả các dấu hiệu DNA cổ điển và thế hệ tiếp theo. Dựa trên suy diễn Bayesian sử dụng các vùng rbcL, matK và ITS, cùng với cây Neighbour-joining sử dụng các chuỗi toàn bộ gen được khuếch đại bằng các mồi lặp lại chuỗi đơn giản không có mẫu (ISSR) đa dạng (MIG-seq), chúng tôi đã nhận diện mười loài trong phức hợp này tại Việt Nam và Campuchia, trong đó có ba loài mới được mô tả trong bài viết này: Q. baolamensis sp. nov., Q. bidoupensis sp. nov. và Q. honbaensis sp. nov. Những loài mới này có hình thái tương tự như Q. langbianensis s. str. với lá hình mũi kiếm đến hình mũi mác, mép lá răng cưa 4-5/6, ngọn lá nhọn hoặc nhọn dài và lá bắc của chén quả được sắp xếp thành 5-9 vòng, nhưng được phân biệt bởi cả hình thái học lẫn phát sinh loài. Trong các xây dựng phát sinh loài phân tử, Q. bidoupensis không gần gũi với bất kỳ loài nào khác. Trong cây Bayesian, Q. honbaensis là chị em với cả Q. blaoensis và Q. camusiae, được tìm thấy tại cùng một địa điểm nhưng khác nhau về mặt hình thái, và cả ba loài này là chị em với Q. langbianensis s. str., trong khi Quercus baolamensis không phải là chị em với Q. langbianensis s. str. trong cả cây Bayesian và cây MIG-seq. Thêm vào đó, Q. cambodiensis và Q. baniensis trước đây được giảm xuống thành Q. langbianensis s. lat. đã được công nhận là các loài khác biệt. Sáu loài cần phải được định nghĩa điển hình và công việc này sẽ được thực hiện ở đây.

Từ khóa

#mã vạch DNA #Fagaceae #MIG-seq #Quercus #Vietnam #thuật ngữ phân loại

Tài liệu tham khảo

Ban NT. (2003) Vietnam plant checklist, Vol. 2. Agriculture Publishers, Hanoi National University. [In Vietnamese]

Binh HT, Ngoc NV, Tai VA, Son HT, Tagane S, Yahara T. (in press) Quercus trungkhanhensis (Fagaceae), a new species from Cao Vit Gibbon Conservation Area, Cao Bang Province, north-eastern Vietnam. Acta Phytotaxonomica et Geobotanica.

Camus A. (1935) Les Chênes. Monographie du Genre Quercus Tome 1. Paul Lechevalier. Paris, 190–293.

Camus A. (1935–1936) Les Chênes. Monographie du Genre Quercus Tome 2. Paul Lechevalier. Paris, 79–236.

Camus A. (1936) Quelques Fagacées nouvelles de l’Inde et de l’Indo-Chine. Bulletin de la Société Botanique de France 83(4–5): 343. https://doi.org/10.1080/00378941.1936.10836359

Camus A. (1938) Les Chênes. Monographie du Genre Quercus Tome 1, Paul Lechevalier. Paris.

Catchen JM, Amores A, Hohenlohe P, Cresko W, Postlethwait JH Stacks. (2011) Building and genotyping loci de novo from short-read sequences. G3 Genes, Genomes, Genetics 1(3): 171–182. https://https://doi.org/10.1534/g3.111.000240

Cavender-Bares J, Gonzalez-Rodriguez A, Eaton DAR, Hipp AAL, Beulke A, Manos PS. (2015) Phylogeny and biogeography of the American live oaks (Quercus subsection Virentes): a genomic and population genetics approach. Molecular Ecology 24(14): 3668–3687. https://doi.org/10.1111/mec.13269

Cuénoud P, Savolainen V, Chatrou LW, Powell M, Grayer RJ, Chase MW. (2002) Molecular phylogenetics of Caryophyllales based on nuclear 18S rDNA and plastid rbcL, atpB, and matK DNA sequences. American Journal of Botany 89(1): 132–144. https://doi.org/10.3732/ajb.89.1.132

Deng M, Zhou ZK, Coombes A. (2010) Lectotypification and new synonymy in Quercus subg. Cyclobalanopsis (Fagaceae). Novon: A Journal for Botanical Nomenclature 20(4): 400–405. https://https://doi.org/10.3417/2004208

Doyle JJ, Doyle JL. (1987) A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue. Phytochemical Bulletin 19: 11–15.

Drummond AJ, Rambaut A. (2007) Beast: Bayesian evolutionary analysis by sampling trees. BMC evolutionary biology 7(1): 214. https://https://doi.org/10.1186/1471-2148-7-214

Drummond AJ, Suchard MA, Dong Xie, Rambaut A. (2012) Bayesian phylogenetics with BEAUti and the BEAST 1.7. Molecular biology and evolution 29(8): 1969–1973. https://https://doi.org/10.1093/molbev/mss075

Dunning LT, Savolainen V. (2010) Broad-scale amplification of matK for DNA barcoding plants, a technical note. Botanical Journal of the Linnean Society 164(1): 1–9. https://https://doi.org/10.1111/j.1095–8339.2010.01071.x

Farris JS, Källersjö M, Kluge AG, Bult C. (1994) Testing significance of incongruence. Cladistics 10(3): 315–319. Https://doi.org/10.1111/j.1096–0031.1994.tb00181.x

Fay MF, Swensen SM, Chase MW. (1997) Taxonomic affinities of Medusagyne oppositifolia (Medusagynaceae). Kew Bulletin, 111–120. https://doi.org/10.2307/4117844

Fitz-Gibbon S, Hipp A, Pham K, Manos P, Sork VL. (2017) Phylogenomic inferences from reference-mapped and de novo assembled short read sequence data using RADseq sequencing of California white oaks (Quercus subgenus Quercus). Genome 60(9): 743–755. https://https://doi.org/10.1139/gen-2016-0202

Ford CS, Ayres KL, Toomey N, Haider N, Van Alphen Stahl J, Kelly LJ, Cowan RS. (2009) Selection of candidate coding DNA barcoding regions for use on land plants. Botanical Journal of the Linnean Society 159(1): 1–11. https://https://doi.org/10.1111/j.1095-8339.2008.00938.x

Hickel MR, Camus A. (1921) Les Chênes d’Indo-Chine. Annales des Sciences Naturelles, Series 10(3): 377–409.

Hickel MR, Camus A. (1923) Fagacées nouvelles Hipd’Indo-China: Genre Quercus L. Bulletin du Muséum national d’histoire naturelle 29: 598–601.

Hickel MR, Camus A. (1929) Fagaceae. In: Lecomte H. (Ed.) Flore générale de I’ Indo-Chine. Paris, volume 5, 937–1033.

Hipp AL, Eaton DA, Cavender-Bares J, Fitzek E, Nipper R, Manos PS. (2014) A framework phylogeny of the American oak clade based on sequenced RAD data. PLoS One 9(4): e93975. https://https://doi.org/10.1371/journal.pone.0093975

Ho PH. (2003) An Illustrated Flora of Vietnam, Vol. 2. Young Publishers, Ho Chi Minh City. [In Vietnamese]

Huang CJ, Zhang YT, Bartholomew B. (1999) Fagaceae. In: Zhengyi W, Raven PH, Deyuan H. (Eds) Flora of China. Volume 4, 333–369. http://www.e oras.org

Hubert F, Grimm GW, Jousselin E, Berry V, Franc A, Kremer A. (2014) Multiple nuclear genes stabilize the phylogenetic backbone of the genus Quercus. Systematics and Biodiversity 12(4): 405–423. http://dx.https://doi.org/10.1080/14772000.2014.941037

Kumar S, Stecher G, Tamura K. (2016) MEGA7: Molecular Evolutionary Genetics Analysis version 7.0 for bigger datasets. Molecular Biology and Evolution 33(7): 1870–1874. https://https://doi.org/10.1093/molbev/msw054

Kress WJ, Erickson DL, Jones FA, Swenson NG, Perez R, Sanjur O, Bermingham E. (2009) Plant DNA barcodes and a community phylogeny of a tropical forest dynamics plot in Panama. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 106(44): 18621–18626. https://doi.org/10.1073/pnas.0909820106

Lassmann T, Hayashizaki Y, Daub CO. (2009) TagDust–a program to eliminate artifacts from next generation sequencing data. Bioinformatics 25(21): 2839–2840. https://https://doi.org/10.1093/bioinformatics/btp527

Levin RA, Wagner WL, Hoch PC, Nepokroeff M, Pires JC, Zimmer EA, Sytsma KJ. (2003) Family-level relationships of Onagraceae based on chloroplast rbcL and ndhF data. American Journal of Botany 90(1): 107–115. https://doi.org/10.3732/ajb.90.1.107

Nixon KC. (1993) Infrageneric classification of Quercus (Fagaceae) and typification of sectional names. Annales des Sciences Forestières 50: 25s–34s. https://https://doi.org/10.1051/forest:19930701

Phengklai C. (2008) Fagaceae. Flora of Thailand 9(3): 179–410.

Rohwer JG, Li J, Rudolph B, Schmidt SA, van der Wer H, Li HW. (2009) Is Persea (Lauraceae) monophyletic? Evidence from nuclear ribosomal ITS sequences. Taxon 58(4): 1153–1167.

Shimada MK, Nishida T. (2017) A modification of the PHYLIP program: A solution for the redundant cluster problem, and an implementation of an automatic bootstrapping on trees inferred from original data. Molecular Phylogenetics and Evolution 109: 409–414. https://https://doi.org/10.1016/j.ympev.2017.02.012

Simeone MC, Grimm GW, Papini A, Vessella F, Cardoni S, Tordoni E, Piredda R, Franc A, Denk T. (2016) Plastome data reveal multiple geographic origins of Quercus Group Ilex. PeerJ 4: e1897. https://doi.org/10.7717/peerj.1897

Suyama Y, Matsuki Y. (2015) MIG-seq: an effective PCR-based method for genome-wide single-nucleotide polymorphism genotyping using the next-generation sequencing platform. Scientific Reports 5: 16963. https://doi.org/10.1038/srep16963

Swofford DL. (2003) PAUP*: phylogenetic analysis using parsimony, version 4.0 b10.

Tagane S, Toyama H, Fuse K, Chhang P, Naiki A, Nagamasu H, Yahara T. (2017) A picture guide of forest trees in Cambodia IV– Bokor National Park. Center for Asian Conservation Ecology, Kyushu University, Fukuoka, Japan, 776 pp https://sites.google.com/site/pictureguides/home/cambodia/bokornational–park [accessed 1 May 2017].

The Plant List (2013) Version 1.1. Published on the Internet. http://www.theplantlist.org/ [accessed 15th June, 2017]

Toyama H, Kajisa T, Tagane S, Mase K, Chhang P, Samreth V, Ma V, Sokh H, Ichihasi R, Onoda Y, Mizoue N, Yahara T. (2015) Effects of logging and recruitment on community phylogenetic structure in 32 permanent forest plots of Kampong Thom, Cambodia. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences 370(1662): 20140008. https://doi.org/10.1098/rstb.2014.0008

Valencia-A S, Rosales JLS, Arellano OJS. (2016) A new species of Quercus, section Lobatae (Fagaceae) from the Sierra Madre Oriental, Mexico. Phytotaxa 269(2): 120–126. https://doi.org/10.11646/phytotaxa.269.2.5

Zhang M, Tagane S, Toyama H, Kajisa T, Chhang P, Yahara T. (2016) Constant tree species richness along an elevational gradient of Mt. Bokor, a table-shaped mountain in southwestern Cambodia. Ecological Research 31(4): 495–504.

Thông tin
Thông tin xuất bản

PhytoKeys

Số 95

37-70

Thông tin tác giả