王小國

摘要：為探討薔薇科（Rosaceae）李亞科（Maloideae）的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，運(yùn)用PAUP軟件對(duì)GeneBank中李亞科27種植物的matK序列進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建，結(jié)果表明：桃屬（AmygdMus L）植物聚為一類，桃、新疆桃、光核桃和山桃為一進(jìn)化枝，獲得69%的置信支持率；梅、杏和山杏聚為一類，獲得6%的置信支持率；臀果木、桂櫻、稠李和臭櫻聚為一類，獲得83%的較高置信支持率。此外，桃屬在核果類系統(tǒng)學(xué)分類中地位較高，杏梅次之，稠李屬、臭櫻屬和桂櫻等屬的系統(tǒng)學(xué)地位較低。

關(guān)鍵詞：李亞科；matK序列；系統(tǒng)發(fā)育樹；構(gòu)建

薔薇科（Rosaeeae）分為4個(gè)亞科，分別為薔薇亞科（Rosoideae）、繡線菊亞科（Spiraeoideae）、蘋果亞科（Maloideae）和李亞科（Prtmoideae）。其中，李亞科中許多植物是著名的核果類水果，如桃、李、梅、杏等，關(guān)于核果類植物的分類，一直以來存在著分歧。一種是“大屬”分類法，大多國外學(xué)者將所有核果類合并為李屬Prunus L，而在屬以下分為若干個(gè)組或亞屬（Lee，2001；G.Bentham和J.D.Hooker）；另一種是“小屬”分類法，有學(xué)者（LKomarov和C.Sokolov）將核果類分為7個(gè)屬；《中國植物志》中將李亞科分為9個(gè)屬，關(guān)于核果類分類，已有研究者從形態(tài)、花粉及ITS序列M等方面進(jìn)行了探討，但各屬間的親緣關(guān)系和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系仍未得到很好解決。

隨著分子系統(tǒng)學(xué)的發(fā)展，葉綠體基因組（Choloroplast DNA，cpDNA）序列在系統(tǒng)發(fā)育研究中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本研究通過從GenBank中下載的李亞科27種植物cpDNA的matK（maturase K，編碼參與RNA轉(zhuǎn)錄本中II型內(nèi)含子剪切的成熟酶）基因序列，以薔薇科繡線菊（Spiraea salicifolia）、蘋果（Malus pumila）和野薔薇（Rosa multiflora）為外類群，運(yùn)用PAUP軟件對(duì)其進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建，以期為李亞科各屬間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系研究提供參考。

1.材料與方法

1.1序列片段的來源

從GenBank中下載薔薇科李亞科27種植物的matK序列及Spiraea salicifolia、Malus pumila和Rosa muhiflora的序列，序列信息如表1所示。

1.2序列比對(duì)和系統(tǒng)發(fā)育樹的構(gòu)建

利用ClustalX2.1對(duì)marK序列片段進(jìn)行比對(duì)，刪除冗余序列后，采用DnaSP軟件計(jì)算核苷酸多態(tài)性P1和單倍型多樣性Hd。通過PAUP（version4.0b10）軟件構(gòu)建最大簡約（Maximum parsimony，MP）樹，空位（gap）作缺失處理，采用啟發(fā)式（heunristic）搜索，Bootstrap檢驗(yàn)分支可信度，1000次重復(fù)，Treeview中觀察、輸出結(jié)果（見表1）。

2.結(jié)果與分析

2.1序列多態(tài)性分析結(jié)果

30種植物的matK序列刪除冗長序列后，共有610個(gè)位點(diǎn)參加比對(duì)，空位和缺失位點(diǎn)56個(gè)，多態(tài)性位點(diǎn)374個(gè)，簡約信息位點(diǎn)336個(gè)，序列G+C含量33.8%，單倍型多態(tài)性Hd為0.956，核苷酸多態(tài)性Pi為0.209。

2.2基于marK序列構(gòu)建的最大簡約樹

PAUP軟件構(gòu)建的MP樹如圖1所示。從所構(gòu)建的MP樹來看，桃屬聚為1類，桃、新疆桃、光核桃和山桃為一進(jìn)化枝，獲得69%的置信支持率；梅、杏和山杏聚為1類，獲得60%的置信支持率；臀果木、桂櫻、稠李和臭櫻聚為1類，獲得83%的較高Bootstrap支持率。

3.討論

3.1關(guān)于梅和杏的親緣關(guān)系

本研究中，梅、杏和山杏聚為1類，獲得60%的置信支持率，表明梅和杏的親緣關(guān)系較近，而與其它屬較遠(yuǎn)。這和李曉穎（2012）等人對(duì)EST同源序列和劉艷玲（2007）、王化坤（2010）等人對(duì)ITS序列的分析結(jié)果一致。從外觀形態(tài)來看，二者很相似，主要區(qū)別點(diǎn)在于梅的1年生枝為綠色，而杏的1年生枝呈灰褐色至紅褐色。

3.2李亞科屬間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系

俞德浚（1986）認(rèn)為桃屬在核果類中發(fā)展到較高級(jí)階段，杏屬、李屬次之，櫻屬又次之，而稠李屬和桂櫻屬仍停留在比較原始階段。王化坤等（2010）通過ITS序列分析，結(jié)合前人形態(tài)學(xué)、孢粉學(xué)、同工酶和分子標(biāo)記等研究結(jié)果，推測核果類果樹系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系為單系群，櫻桃較其它核果類果樹原始，李次之，梅起源于杏，李、梅、杏有較近的親緣關(guān)系，桃最進(jìn)化。從本文rbcL序列分析結(jié)果來看，也認(rèn)為桃屬在核果類系統(tǒng)學(xué)分類中地位較高，杏梅次之，稠李屬、臭櫻屬和桂櫻屬等的系統(tǒng)學(xué)地位較低。這和上述學(xué)者的研究結(jié)果一致。