Phân tích hệ gene di truyền của lục lạp làm sáng tỏ các mối quan hệ quan trọng trong dương xỉ

Journal of Systematics and Evolution - Tập 53 Số 5 - Trang 448-457 - 2015
Jin‐Mei Lu1, Ning Zhang2, Xin‐Yu Du1, Jun Wen2, Li D1
1Plant Germplasm and Genomics Center, Germplasm Bank of Wild Species, Kunming Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Kunming, 650201, China
2Department of Botany National Museum of Natural History, Smithsonian Institution Washington DC 20013‐7012 USA

Tóm tắt

Tóm tắt

Các nghiên cứu về hệ gen lục lạp của dương xỉ và tộc Lycophytes tương đối ít so với các loài thực vật có hạt. Mặc dù một khung phân loại phát sinh học cơ bản của các loài dương xỉ hiện tại đã có, nhưng các mối quan hệ giữa một số nút chính vẫn chưa được giải quyết hoặc hỗ trợ kém. Mục tiêu chính của nghiên cứu này là khám phá tính hữu ích của dữ liệu gene lục lạp lớn trong việc giải quyết các nút sâu khó khăn ở dương xỉ. Chúng tôi đã giải trình tự hệ gen lục lạp từ Cyrtomium devexiscapulae (Koidz.) Ching (eupolypod I) và Woodwardia unigemmata (Makino) Nakai (eupolypod II), và xây dựng phát sinh học của dương xỉ dựa trên cả 48 gene và 64 gene. Cả hai cây phát sinh học dựa trên 48 gene và 64 gene đều giống nhau về cấu trúc, chỉ khác nhau về giá trị hỗ trợ cho bốn nút, ba trong số đó cho thấy giá trị hỗ trợ cao hơn cho tập dữ liệu 48 gene. Equisetum L. được xác định là có quan hệ chị-em với nhánh Psilotales–Ophioglossales, và nhánh Equisetales–Psilotales–Ophioglossales là chị-em với nhánh của các loài dương xỉ leptosporangiate và marattioid. Mối quan hệ chị-em giữa nhánh dương xỉ cây và các polypods được hỗ trợ bởi giá trị bootstrap 82% và 100% trong các cây phát sinh 64 gene và 48 gene, tương ứng. Trong số các loài dương xỉ polypod, họ Pteridaceae là nhánh chị-em với nhánh của họ Dennstaedtiaceae và eupolypods với giá trị hỗ trợ cao, và mối quan hệ giữa Dennstaedtiaceae–eupolypods được hỗ trợ mạnh mẽ. Với những tiến bộ song song gần đây trong phân loại phát sinh học của dương xỉ sử dụng dữ liệu nhân tế bào, phylogenomics lục lạp cho thấy tiềm năng lớn trong việc cung cấp khung để kiểm tra tác động của tiến hóa mạng lưới trong sự phát triển ban đầu của dương xỉ.

Từ khóa


Tài liệu tham khảo

10.1126/science.1203810

10.1093/aob/mct299

10.11646/phytotaxa.19.1.2

10.1073/pnas.91.15.6795

10.1038/nrg1603

DerJP.2010. Genomic perspectives on evolution in bracken fern. Ph.D. Dissertation. Utah State University Utah USA.

10.1086/376817

10.1007/s10592-005-9073-x

10.1111/j.1365-313X.2006.02842.x

10.1111/j.1759-6831.2010.00071.x

10.1093/gbe/evt099

10.1186/1471-2148-9-130

10.1186/1471-2229-11-64

10.1186/1471-2148-13-8

10.1007/BF00160428

HasebeM OmoriT NakazawaM SanoT KatoM IwatsukiK.1994.RbcLgene‐sequences provide evidence for the evolutionary lineages of leptosporangiate ferns.Proceedings of the National Academy of Sciences USA91:5730–5734.

10.2307/1547807

10.1007/BF02464880

10.1093/bioinformatics/17.8.754

10.1073/pnas.0709121104

10.1186/1471-2148-10-321

10.1093/bioinformatics/bts199

KelchDG DriskellA MishlerBD.2004. Inferring phylogeny using genomic characters: A case study using land plant plastomes. In: Goffinet B Hollowell V Magill R eds.Molecular systematics of bryophytes. St. Louis: Missouri Botanical Garden. 3–12.

10.14348/molcells.2014.2296

10.1371/journal.pone.0103898

10.1016/j.ympev.2015.05.008

10.1111/j.1095-8339.2010.01063.x

10.1101/gr.097261.109

10.1093/gbe/evs021

10.12705/624.26

10.1186/2047-217X-3-17

10.1073/pnas.0708072104

10.1073/pnas.0907801107

10.1093/oxfordjournals.molbev.a026290

10.1146/annurev.ecolsys.35.112202.130205

10.1038/35054555

10.3732/ajb.91.10.1582

10.2307/1547810

10.1086/513474

10.1073/pnas.0603335103

10.3732/ajb.0900305

RaubesonLA JansenRK.2005. Chloroplast genomes of plants. In: Henry RJ ed. Plant diversity and evolution: Genotypic and phenotypic variation in higher plants.Wallingford:CABI Publishing.45–68.

10.1016/S0169-5347(00)01967-4

10.1640/0002-8444(2007)97[95:TCPGSO]2.0.CO;2

10.1093/sysbio/sys001

10.3732/ajb.1500089

10.1002/tax.613003

10.1093/oxfordjournals.molbev.a003974

10.1093/dnares/6.5.283

Schneider H., 2007, Plant morphology as the cornerstone to the integration of fossils and extant taxa in phylogenetic analyses, Species, Phylogeny and Evolution, 1, 65

SchneiderH PryerKM CranfillR SmithAR WolfPG.2002. The evolution of vascular plant body plans—a phylogenetic perspective. In: Cronk QCB Bateman RM Hawkins JA eds.Developmental genetics and plant evolution. London: Taylor and Francis. 330–364.

10.1600/036364409789271209

10.2307/25065684

10.2307/25065903

10.1073/pnas.0811136106

10.1038/nbt1486

10.2307/25065646

10.1007/s11103-009-9545-3

10.1093/bioinformatics/btl446

10.1080/10635150802429642

10.3732/ajb.0800381

10.1007/s10265-006-0055-y

10.1093/molbev/msk018

10.1086/513470

Wakasugi T, 1998, Complete nucleotide sequence of the plastid genome from a fern, Psilotum nudum, Endocytobiosis and Cell Research, 13, 147

WickettNJ MirarabS NguyenN WarnowT CarpenterE MatasciN AyyampalayamS BarkerMS BurleighJG GitzendannerMA RuhfelBR WafulaE DerJP GrahamSW MathewsS MelkonianM SoltisDE SoltisPS MilesNW RothfelsCJ PokornyL ShawAJ DeGironimoL StevensonDW SurekB VillarrealJC RoureB PhilippeH dePamphilisCW ChenT DeyholosMK BaucomRS KutchanTM AugustinMM WangJ ZhangY TianZ YanZ WuX SunX WongGK‐S Leebens‐MackJ.2014. Phylotranscriptomic analysis of the origin and early diversification of land plants.Proceedings of the National Academy of Sciences USA111:E4859–E4868.

10.1016/j.ympev.2005.04.008

10.1007/s11103-010-9706-4

10.1016/j.gene.2005.01.018

10.1093/dnares/10.2.59

10.1111/jse.12141

10.12705/641.4

10.1093/gbe/evu087

Thông tin
Thông tin xuất bản

Journal of Systematics and Evolution

Tập 53 Số 5

448-457

Thông tin tác giả