Hệ phả hệ của thực vật hạt kín: 17 gen, 640 thu loại

American Journal of Botany - Tập 98 Số 4 - Trang 704-730 - 2011
Pamela S. Soltis1, Stephen A. Smith2, Nico Cellinese3, Kenneth J. Wurdack4, David C. Tank5, Samuel F. Brockington6, Nancy Refulio7, Jay B. Walker8, Michael J. Moore9, Barbara S. Carlsward10, Charles D. Bell11, Maribeth Latvis1,3, Sunny Crawley12, Chelsea M. Black12, Diaga Diouf12,13, Zhenxiang Xi14, Catherine A. Rushworth14, Matthew A. Gitzendanner1,3, Kenneth J. Sytsma8, Yushan Qiu15, Khidir W. Hilu12, Charles C. Davis14, Michael J. Sanderson16, Reed S. Beaman3, Richard G. Olmstead7, Walter S. Judd1, Michael J. Donoghue17
1Department of Biology, University of Florida, Gainesville, Florida 32611-8525 USA
2Department of Ecology and Evolutionary Biology, Brown University, Providence, Rhode Island 02912, USA
3Florida Museum of Natural History, University of Florida, Gainesville, Florida 32611-7800, USA
4Department of Botany, National Museum of Natural History, Smithsonian Institution, Washington, D.C. 20013-7012, USA
5Department of Forest Ecology and Biogeosciences & Stillinger Herbarium, University of Idaho, P. O. Box 441133, Moscow, Idaho 83844-1133 USA
6Department of Plant Sciences, University of Cambridge, Cambridge, CB2 3EA, UK
7Department of Biology, University of Washington, Seattle, Washington 98195-5325 USA
8Department of Botany University of Wisconsin Madison, Wisconsin 53706 USA
9Biology Department, Oberlin College, Oberlin, Ohio 44074-1097 USA
10Department of Biological Sciences, Eastern Illinois University, Charleston, Illinois 61920 USA
11Department of Biological Sciences, University of New Orleans, New Orleans, Louisiana 70148, USA
12Department of Biological Sciences, Virginia Polytechnic Institute and State University, Blacksburg, Virginia 24061 USA
13Département de Biologie Végétale, Université Cheikh AntDeara Diop, Dakar–Fann, BP 5005, Republic of Sénégal
14Department of Organismic and Evolutionary Biology, Harvard University Herbaria, 22 Divinity Avenue, Cambridge Massachusetts 02138, USA
15Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Michigan, Ann Arbor, Michigan 48109-1048 USA
16Department of Ecology and Evolutionary Biology, University of Arizona, 1041 East Lowell, Tucson, Arizona 85721-0088 USA
17Department of Ecology and Evolutionary Biology, Yale University, P. O. Box 208106, New Haven, Connecticut 06520-8106 USA

Tóm tắt

• Đặt vấn đề nghiên cứu: Những phân tích gần đây sử dụng tối đa năm gen đã cung cấp nhiều hiểu biết về hệ phả hệ của thực vật hạt kín, nhưng nhiều mối quan hệ vẫn chưa được làm rõ hoặc hỗ trợ yếu. Với hy vọng cải thiện hiểu biết của chúng tôi về hệ phả hệ thực vật hạt kín, chúng tôi đã mở rộng mẫu vật và gen vượt ra ngoài những phân tích trước đây.

• Phương pháp: Chúng tôi đã thực hiện hai phân tích chính dựa trên 640 loài đại diện cho 330 họ. Phân tích đầu tiên bao gồm 25260 cặp căn cứ đã căn chỉnh (bp) từ 17 gen (đại diện cho cả ba hệ gen thực vật, tức là nhân, plastid và ti thể). Phân tích thứ hai bao gồm 19846 bp đã căn chỉnh từ 13 gen (chỉ đại diện cho nhân và plastid).

• Kết quả chính: Nhiều câu hỏi quan trọng về các mối quan hệ ở cấp độ sâu trong thực vật hạt kín không đơn lá đã được giải quyết với sự hỗ trợ mạnh mẽ. Amborellaceae, Nymphaeales và Austrobaileyales là các chi chị em liên tiếp với các thực vật hạt kín còn lại (Mesangiospermae), được phân thành Chloranthales + Magnoliidae như là chi chị em với Monocotyledoneae + [Ceratophyllaceae + Eudicotyledoneae]. Eudicotyledoneae chứa một nhánh cơ bản hỗ trợ Gunneridae. Trong Gunneridae, Gunnerales là chị em với phần còn lại (Pentapetalae), bao gồm (1) Superrosidae, bao gồm Rosidae (bao gồm Vitaceae) và Saxifragales; và (2) Superasteridae, bao gồm Berberidopsidales, Santalales, Caryophyllales, Asteridae, và, dựa trên nghiên cứu này, Dilleniaceae (mặc dù các phân tích gần đây khác không đồng ý với vị trí này). Trong các nhánh chính của Pentapetalae, hầu hết các mối quan hệ cấp độ sâu đã được giải quyết với sự hỗ trợ mạnh mẽ.

• Kết luận: Các phân tích của chúng tôi xác nhận rằng với một lượng lớn dữ liệu trình tự, hầu hết các mối quan hệ cấp độ sâu trong các thực vật hạt kín có thể được giải quyết. Chúng tôi dự kiến rằng cây phả hệ được làm rõ tốt về thực vật hạt kín này sẽ có tính hữu dụng rộng rãi cho nhiều lĩnh vực sinh học, bao gồm sinh lý học, sinh thái học, cổ sinh vật học và gen học.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.2307/1223707

10.2307/2656928

10.1111/j.1095-8339.2009.00996.x

Applequist W. L., 2001, Phylogeny of the portulacaceous cohort based on ndhF sequence data, Systematic Botany, 26, 406

10.2307/2657003

10.1111/j.1095-8339.2007.00723.x

10.1186/1471-2148-7-248

10.1111/j.1095-8339.1999.tb00505.x

Beaman R. S. andN.Cellinese.2010.TOLKIN: The Tree of Life Knowledge and Information Network. Websitehttp://www.tolkin.org/.

10.1016/j.ympev.2003.07.006

Bell C. D., 2001, Dipsacales phylogeny based on chloroplast DNA sequences, Harvard Papers in Botany, 6, 481

10.3732/ajb.0900346

10.1600/036364409787602348

10.1038/nature01743

10.1093/oxfordjournals.molbev.a025680

10.1016/S1055-7903(02)00240-3

Brockington S. F., 2010, Phylogeny of the Caryophyllales sensu lato: Revisiting hypotheses on pollination biology and perianth differentiation in the Core Caryophyllales, International Journal of Plant Sciences, 171, 185

10.1139/B08-058

10.1186/1471-2148-9-61

10.2307/25065864

10.1002/tax.584003

10.1093/oxfordjournals.molbev.a026334

10.1111/j.1095-8339.2003.00247.x

10.2307/2399846

Chase M. W., 2006, Multigene analyses of monocot relationships: a summary, 63

10.2307/2419432

10.3732/ajb.89.1.132

10.1073/pnas.0308127100

10.2307/3558360

10.1126/science.1135260

10.1086/428296

10.1126/science.1100671

10.1086/376874

Donoghue M. J., 2001, Phylogeny and phylogenetic taxonomy of Dipsacales, with special reference to Sinadoxa and Tetradoxa (Adoxaceae), Harvard Papers in Botany, 6, 459

10.1007/s10592-005-9073-x

10.1086/377064

10.1086/380987

10.1007/s00606-006-0444-7

10.1006/mpev.2000.0828

10.3732/ajb.90.9.1357

10.2307/2412304

10.1111/j.1558-5646.1985.tb00420.x

Felsenstein J.2005.PHYLIP (Phylogeny Inference Package) version 3.6. Distributed by the author.Department of Genome Sciences University of Washington Seattle Washington USA. Websitehttp://www.phylip.com/.

Frasier C. L., 2009, Evolution and systematics of the angiosperm order Gentianales with an in‐depth focus on Loganiaceae and its species‐rich and toxic genus Strychnos. PhD dissertation

Funk V. A., 2009, Systematics, evolution, and biogeography of Compositae

10.1002/j.1537-2197.1996.tb12769.x

10.3417/2010023

10.1093/molbev/msm176

Graham S. W., 2006, Robust inference of monocot deep phylogeny using an expanded multigene plastid data set, 3

10.1600/0363644041744491

10.3732/ajb.90.12.1758

10.1073/pnas.0709121104

10.1080/10635150801888871

Jiao Y., Phylogenomic analysis reveals ancient genome duplications in seed plant and angiosperm history, Nature

Judd W. S., 2008, Plant systematics: A phylogenetic approach, 3rd ed

10.2307/3558388

10.1046/j.1095-8339.2003.00110.x

10.1093/bib/bbn013

10.1016/j.ympev.2003.07.017

10.2307/2992432

10.1111/j.1463-6409.2005.00168.x

10.1093/molbev/msi191

Li R.‐Q., 2002, Phylogenetic relationships of the “higher” hamamelids based on chloroplast trnL‐F sequences, Acta Botanica Sinica, 44, 1462

Lundberg J., 2001, Phylogenetic studies in the euasterids II with particular reference to Asterales and Escalloniaceae. Ph.D. dissertation

10.1086/374829

Malécot V., 2002, Histoire, classification et phylogénie des Olacaceae Brown (Santalales)

10.1600/036364408783887384

10.2307/2446139

10.1073/pnas.0708072104

Moore M. J., Phylogenetic analysis of the plastid inverted repeat for 244 species: Insights into deeper‐level angiosperm relationships from a long, slowly evolving sequence region, International Journal of Plant Sciences

10.1073/pnas.0907801107

10.2307/2399851

10.1007/s00606-007-0546-x

10.1186/1471-2148-4-40

10.1002/tax.592019

10.1111/j.1096-0031.1999.tb00277.x

10.1002/tax.591021

10.1006/mpev.1999.0769

10.2307/2399768

10.1016/j.ympev.2008.02.011

10.1007/s00606-007-0539-9

10.1007/s006060200012

10.1086/431800

10.1038/46536

10.1111/j.1759-6831.2010.00097.x

10.2307/2656778

10.2307/2419660

10.2307/2446366

10.3732/ajb.94.7.1073

10.3732/ajb.1000354

10.1038/nature05612

10.1186/1471-2148-10-155

10.1046/j.1095-8339.2003.00171.x

10.1093/sysbio/49.2.306

10.2307/4115644

10.1086/427198

10.1098/rstb.2009.0247

Sikes D. S. andP. O.Lewis.2001. PAUPRat: A tool to implement parsimony and likelihood ratchet searches using PAUP* [online computer program]. Websitehttp://www.ucalgary.ca/∼dsikes/software2.htm.

10.2307/2657021

10.1006/mpev.2001.0937

10.1186/1471-2148-9-37

10.1093/bioinformatics/btm619

10.1086/509788

10.2307/2446027

10.1038/46528

10.1111/j.1095-8339.2000.tb01588.x

10.1002/j.1537-2197.1991.tb14517.x

Soltis D. E., 2005, Phylogeny and evolution of the angiosperms

10.2307/2399952

10.1093/bioinformatics/btl446

10.1080/10635150802429642

10.1016/j.aml.2009.08.009

Stevens P. F.2001onward. Angiosperm Phylogeny Website version 9 June 2008 [and more or less continuously updated since]. Websitehttp://www.mobot.org/MOBOT/research/APweb/.

Swofford D. L., 2002, PAUP*: Phylogenetic analysis using parsimony (*and other methods), version 4b10

Sytsma K. J., 1994, DNA extraction from recalcitrant plants: Long, pure, and simple?, 69

10.1086/421066

10.3732/ajb.89.9.1531

10.1080/10635150701472164

10.1600/036364410791638306

10.1086/595288

10.1073/pnas.0813376106

10.1016/j.ppees.2009.01.001

10.2307/25065948

10.3732/ajb.91.11.1846

10.3732/ajb.0800207

10.1073/pnas.092136399

10.1086/376882

10.1600/036364406775971778

10.1016/j.ympev.2005.10.002

10.1016/S1055-7903(02)00303-2

10.1186/1471-2148-7-217

Thông tin
Thông tin xuất bản

American Journal of Botany

Tập 98 Số 4

704-730

Thông tin tác giả