全 文 ：书西北植物学报!
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!!
文章编号$
#""")("!*
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#
!)!$%%)"+
收稿日期$
!"#$)"%)!$
%修改稿收到日期$
!"#$)#")!(
基金项目$云南省教育厅科学研究基金"
!"#!,"+(
#
作者简介$郭
!
文"
#%(&
#!女!在读博士研究生!主要研究薯蓣属植物种质资源与遗传多样性研究&
-)./01
$
2
34567#*"
!2
./01894.
"
通信作者$郭华春!博士!教授!博士生导师!主要从事薯类作物遗传育种学的教学与研究&
-)./01
$
:
7
2
;9
!
#!<894.
!
种薯蓣属植物的
"
#$!%&(1
片段序列分析
郭
!
文!郭华春"
"云南农业大学 薯类作物研究所!昆明
<*"!"#
#
摘
!
要$对
(
种薯蓣属"
!"#$%#&(
#植物小花盾叶薯蓣"
!)$"*#
+
(&,"
-
.#&(=8>8>07
2
8
#(盾叶薯蓣"
!)/"*
0
"12
&*$"$=8? @A0
2
;B8
#(黄独"
!)13.1"
-
&(C8
#和薯蓣"
!)
+
#.
4
$5(%6
4
(>3A9D/70745
#共
!!
个植物类群的叶绿体
E
FG7)BA78
基因区进行
H=I
扩增并测序!获得了该区间的完整序列!小花盾叶薯蓣的
E
FG7)BA78
片段全长
*%
"
*$G
E
!盾叶薯蓣全长为
*+*
"
*G
E
!黄独全长为
$+!G
E
!薯蓣全长为
$**
"
$<%G
E
&将所得序列用
J/
:
6F0/7
推断
其系统发育关系!结果发现
E
FG7)BA78
片段不能够完全区分
(
种薯蓣属植物种间和种内的各个分类群"不同产
地#!且不能区分盾叶薯蓣与小花盾叶薯蓣%推测薯蓣的演变过程可能与人工驯化有关!黄独与栽培薯蓣的亲缘关
系较近!而与野生薯蓣的亲缘关系较远&
关键词$薯蓣%
E
FG7)BA78
序列%序列分析
中图分类号$
K+%
文献标志码$
L
"
#$!%&(1)*
+
,-(&.-
/
0-(1-2(*3
4
#5#67)60
.
"
-15-#5(8-(0#2-&3"&()$
"
956#16-*1-*-
#
MNO@67
!
MNO?3/9;37
"
"
P7FB0B3B64QI44B/7R>3G6A=A4
E
F
!
S377/7L
2
A0931B3A/1N70T6AF0B
:
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U37.07
2
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!
=;07/
#
2$#&*1&
$
V43AF
E
6906F07
2
673F!"#$%#&(
"
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-
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2
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#!
!B/W/56A6/.
E
10Q06R/7RF6
X
36796RB;69;/A/9B6A0FB094Q
E
FG7)BA78F6
X
367968>;6167
2
B;4Q!)$"*#
+
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-
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2
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2
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!)13.12
"
-
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2
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E
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*+*
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E
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E
/7R$**
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G
E
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A6F
E
69B0T61
:
8L994AR07
2
B4B;6J/
:
6F0/7
E
;
:
14
2
676B09BA66
!
B;6
E
FG7)BA78QA/
2
.67BF9431R7
)
B0R67B0Q
:
B;607BA/F
E
690Q09/7R07B6AF
E
690Q09F
E
6906FF3996FFQ31
:
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+
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-
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2
8/7R!)/"*
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2
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2
30F;/G168@6F3
EE
4F6B;66T413B0474Q!"#$%#&(F
E
6906F./
:
G6A61/B6R
50B;/AB0Q090/1R4.6FB09/B0478!)13.1"
-
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E
6906F8
:-
4
;6<#
$
!"#$%#&(
%
E
FG7)BA78
%
F6
X
36796/7/1
:
F0F
!!
薯蓣科"
Y04F94A6/96/6
#是一个古老的植物类
群!薯蓣属"
!"#$%#&(
#植物是该科第一大属*#+!中
国只有薯蓣属
#
属*!)$+&薯蓣属植物中有许多是重
要的中药材和食材!中国薯蓣属植物资源十分丰富!
其中根状茎组中大多数物种都含有薯蓣皂苷元&中
外研究人员主要对薯蓣属植物的宏观形态(花粉(细
胞染色体(化学等方面集中地进行了研究*()+!结果
认为薯蓣属是一染色体数和倍性复杂并且存在许多
多倍体"二倍体种(四倍体种(八倍体种等#的属*#"+&
小花盾叶薯蓣和盾叶薯蓣同属于根状茎组!其
染色体数大多为二倍体和四倍体&黄独属基生翅
组!在中国分布范围较广!有多个变种!其染色体数
大多为八倍体&薯蓣是中国部分地区重要的食用和
药用植物!其属于周生翅组!染色体数目不一&从进
化上讲!植物中的多倍体植物被认为是由二倍体进
化而来的&综合前人研究结果!
!"""
年新版,中国
植物志-在
#%*
年版,中国植物志-的
<
组划分的基
础上!结合诸多研究结果!将薯蓣属分为
%
个组*!+&
基于根状茎组的原始性*+)##+!该组植物盾叶薯蓣被
认为是原始的种*#!+!周生翅组植物目前被认为是薯
蓣属植物进化最高级的组&
随着基因工程和分子生物学的发展!建立在
H=I
技术基础之上的
YZL
测序分析技术的开发使
YLZ
分枝标记技术取得了突破性进展!具有准确性
高(重复性好等优点的
YZL
片段序列法在分子标
记技术中脱颖而出&
许多研究者利用分子手段对薯蓣属植物进行分
子水平上的研究!为研究薯蓣属植物遗传多样性提
供分子依据!也为薯蓣属药材植物的分子鉴别提供
分子识别手段*#$)#(+&
H=I
直接测序技术则是以
H=I
扩增产物作为测序引物!极大地提高了
YZL
序列分析的效率&特别是叶绿体基因组"
9
E
YZL
#(
核基因组"
7YZL
#(线粒体基因组"
.BYZL
#中的一些
基因片段的序列分析!在药用植物的研究中取得了很
大进展&目前国内在这些方面的研究已出现了良好
的发展趋势!主要有叶绿体基因组的
AG99
(
./B:
(
E
FG7)BA78
与核基因组的
AYZL
(
P>[
等&
E
FG7)BA78
片段是位于叶绿体
YZL
基因组上
E
FG7
基因和
BA78
基因之间的一段非编码序列!长约
$""G
E
!可用于植
物组间及种间的系统发育研究*#*+&
本研究对不同组别(不同倍性和不同进化水平
的小花盾叶薯蓣(盾叶薯蓣(黄独和薯蓣
(
种
!!
个
薯蓣属植物类群的
E
FG7)BA78
序列进行测定和比
较!在分子水平上分析这
(
种薯蓣属植物种内和种
间的遗传差异和
E
FG7)BA78
片段在薯蓣属植物分
子系统学研究中的意义!并探索该片段在薯蓣属植
物种内和种间的分子水平鉴别的可能性!为从分子
水平研究这
(
种植物的亲缘关系提供科学依据&
#
!
材料和方法
=8=
!
试验材料
对采自非洲和云南永胜(禄丰(迪庆(漾濞(元谋
以及陕西安康等地的小花盾叶薯蓣(盾叶薯蓣(黄独
和薯蓣引种栽培于云南农业大学农学院实习基地!
筛选比较好的株系进一步繁殖栽培!本实验取其中
#+
份栽培株系及
*
份野生材料"表
#
#!选取生长状
况良好的植株中部的健康嫩叶!去掉主脉!用
+"乙醇擦去叶片表面的灰尘!用于提取总
YZL
&
=8>
!
试验方法
=?>?=
!
总
9@2
提取
!
实验材料为硅胶干燥的叶片
和新鲜叶片&提取方法采用改良的
=>LJ
法*#<+!用
(]=>LJ
代替
!]=>LJ
提取液!并在其中加入
表
=
!
材料来源
>/G16#
!
[43A964Q./B6A0/1F
编号
=4R6
材料名
/^B6A0/1F
产地
C49/B047
#
小花盾叶薯蓣映华栽培株系
!)$"*#
+
(&,"
-
.#&(931B0T/AS07
2
;3/
云南永胜
S47
2
F;67
2
!
S377/7
!
小花盾叶薯蓣栽培株系
J)!")+
(&,"
-
.#&(931B0T/AJ)!")<
云南永胜
S47
2
F;67
2
!
S377/7
$
小花盾叶薯蓣栽培株系
J)!#)+
(&,"
-
.#&(931B0T/AJ)!#)<
云南永胜
S47
2
F;67
2
!
S377/7
(
盾叶薯蓣野生种
!)/"*
0
"1&*$"$501R
陕西安康
L7_/7
2
!
[;//7W0
*
盾叶薯蓣池河栽培株系
!)/"*
0
"1&*$"$931B0T/A=;0;6
陕西安康
L7_/7
2
!
[;//7W0
<
盾叶薯蓣红卫栽培株系
!)/"*
0
"1&*$"$931B0T/A?47
2
560
陕西安康
L7_/7
2
!
[;//7W0
+
盾叶薯蓣栽培株系
L)"!)0
"1&*$"$931B0T/AL)"!)<
云南永胜
S47
2
F;67
2
!
S377/7
%
盾叶薯蓣栽培株系
L)"*)0
"1&*$"$931B0T/AL)"*)<
云南漾濞
S/7
2
G0
!
S377/7

盾叶薯蓣栽培株系
L)"+)$)+!)/"*
0
"1&*$"$931B0T/AL)"+)$)+
云南永胜
S47
2
F;67
2
!
S377/7
#"
盾叶薯蓣栽培株系
L))!)#!)/"*
0
"1&*$"$931B0T/AL))!)#
云南永胜
S47
2
F;67
2
!
S377/7
##
盾叶薯蓣栽培株系
L))$!)/"*
0
"1&*$"$931B0T/AL))$
云南永胜
S47
2
F;67
2
!
S377/7
#!
盾叶薯蓣栽培株系
L))(!)/"*
0
"1&*$"$931B0T/AL))(
云南永胜
S47
2
F;67
2
!
S377/7
#$
盾叶薯蓣栽培株系
L))*!)/"*
0
"1&*$"$931B0T/AL))*
云南永胜
S47
2
F;67
2
!
S377/7
#(
盾叶薯蓣栽培株系
L)#"!)/"*
0
"1&*$"$931B0T/AL)#"
云南永胜
S47
2
F;67
2
!
S377/7
#*
黄独非洲栽培株系
!)13.1"
-
&(931B0T/AC077/63F
非洲
LQA09/
#<
黄独云南栽培株系
!)13.1"
-
&(931B0T/AC077/63F
云南
S377/7
#+
薯蓣天水野生种
!)
+
#.
4
$5(%6
4
(>3A9D/70745501R
甘肃天水
>/7F;30
!
M/7F3
#%
薯蓣咸阳栽培株系
!)
+
#.
4
$5(%6
4
(>3A9D/70745931B0T/A
陕西咸阳
0`/7
:
/7
2
!
[;//7W0
#
薯蓣永胜野生种
!)
+
#.
4
$5(%6
4
(>3A9D/70745501R
云南永胜
S47
2
F;67
2
!
S377/7
!"
薯蓣禄丰栽培株系
!)
+
#.
4
$5(%6
4
(>3A9D/70745931B0T/A
云南禄丰
C3Q67
2
!
S377/7
!#
薯蓣迪庆野生种
!)
+
#.
4
$5(%6
4
(>3A9D/70745501R
云南迪庆
Y0
X
07
2
!
S377/7
!!
薯蓣元谋野生种
!)
+
#.
4
$5(%6
4
(>3A9D/70745501R
云南元谋
S3/7.43
!
S377/7
%$!
#!
期
!!!!!!!!!!!!
郭
!
文!等$
(
种薯蓣属植物的
E
FG7)BA78
片段序列分析
#\HaH
和
!的
#
)
巯基乙醇&具体操作方法如
下$取
$"
"
*".
2
的干燥叶片用液氮研磨至粉末
状%移至
!.C
的离心管!加入
#.C
预热的
=>LJ
提取液!
<"b
水浴
".07
%等体积的氯仿
)
异戊醇
"
!(c#
#萃取
!
次%
+"体积的异丙醇沉降
YZL$"
.07
以上!
#!"""A
.
.07
离心%依次用
+"的乙醇和
无水乙醇各冲洗
!
次%自然风干后溶于
-13B047
J3QQ6A
!
&!"b
保存&
=?>?>
!
ABC
扩增
!
以总
YZL
为模板!进行叶绿体
片段
E
FG7)BA78
的
H=I
扩增&扩增引物*#$+为
V
#
"
M>>L>M=L>MLL=M>LL>M=>=
#和
I
#
"
=M=)
M=L>MM>MML>>=L=LLL>=
#&
扩增反应在
>
E
QQ6A047/1H=I
仪上进行&反应
体积
*"
$
C
!其中含有
RZ>H.0W
"
L>H
(
=>H
(
M>H
(
>>H
各
!8*..41
.
C
#
"8$
$
C
!
"8!*
$
.41
.
C
引物
!
$
C
!
#N;(
<
YZL
聚合酶
"8*
$
C
及
#"];(
<
缓冲
液
*
$
C
!置于
H=I
仪!按下述参数进行
#
个
H=I
循
环$
(b$.07
&然后按下述参数进行
$*
个
H=I
循环$
(b#.07
%
*!b#.07
%
+!b!.07
&最后
按下述参数
+!b
延伸
*.07
&取
H=I
反应液
$
$
C
于
#8*琼脂糖凝胶上用
#]>J-
电泳缓冲液于电
泳仪中电泳!
-J
染色!
Na
灯光下照相&
YZL
长度
与
!_GYZL./A_6A
分子标记物"
>/U/I/
宝生物
工程"大连#有限公司#比较&
=?>?D
!
测序
ABC
!
产物经染色和
#8*琼脂糖电
泳检测之后!送往北京六合华大基因进行
H=I
产物
直接双向测序!测序引物为
H=I
引物&
=8>8!
!
数据分析
!
将测序所得的所有序列用
=13F)
B/1`
*
#+
+进行排序!之后在
J046R0B
*
#%
+中进行必要的
手工排序和调整&矩阵中的空位"
2
/
E
!/
&
0#作为缺
失处理&
J/
:
6F0/7
推断"
JP
#基于
(
种
!!
个薯蓣属植物类
群的
E
FG7)BA78
序列片段的序列特征信息!利用
A^)
J/
:
6F$8#8!
软件*#)!"+完成系统发育树!用
d
4^R61B6FB
$8"<
软件*!#+进行模型选择!
J/
:
6F0/7
推断起始于一
棵 随 机 树!
=^^ =
链 "
./A_4T9;/07 .47B69/614
9;/07F
#运行
!"
万代!每
#""
代取样
#
次!摒弃前
!""
次老化样本!用剩余样本构建
*"一致性树并计算
各分支的后验概率"
HH
#
*
#
+
&
!
!
结果与分析
>8=
!
!
种薯蓣属植物的形态特征
表
!
显示!
(
种薯蓣属植物的
!!
个类群除了叶
子特征的差别以外!在外部形态和生长发育特征上
也有明显的差别!表现在茎节间距离的大小(茎旋方
向(分枝特征及根茎的分枝特点等等!这些特征有助
于从外观上对其进行鉴别&
>?>
!
不同类群薯蓣
"
#$!%&(1
片段扩增结果
本研究对
(
种
!!
个不同类群的薯蓣属植物材
料在相同条件下进行
E
FG7)BA78
片段的扩增!共获
得
!!
个样品的
E
FG7)BA78
序列!经
#8*琼脂糖凝
胶检测发现小花盾叶薯蓣(盾叶薯蓣均在
+*"G
E
左
右出现扩增条带!而黄独和薯蓣则在
*""G
E
左右出
现扩增条带"图
#
#&
>?D
!
>>
个薯蓣属类群的
"
#$!%&(1
片段测序结果
!!
个薯蓣属类群植物的
E
FG7)BA78
序列均采
用
H=I
产物直接纯化测序的方法获得&将测序结
果中的峰图文件应用
J04-R0B
*
#%
+软件进行测序质量
评价!并结合双向测序结果综合判断不确定的碱基!
得到可信序列&从
H=I
产物直接纯化测序峰图文
件中看出干扰峰背景信号弱!大多数峰为单峰!没有
出现碱基误读及移码(无噪峰(套峰(杂峰!碱基信号
强!每个峰唯一对应一个碱基!说明测序质量高!结
果可靠!可以用于序列分析&
本研究的
!!
个薯蓣属植物类群的
E
FG7)BA78
序列长度及
Me=
含量信息见表
$
&
从
E
FG7)BA78
序列片段测序结果可知!小花盾
叶薯蓣和盾叶薯蓣的该片段较长!小花盾叶薯蓣的
图
#
!
(
种
!!
个类群薯蓣
E
FG7)BA78
片段扩增结果
#
"
!!
同表
#
%
^8^ /A_6A
%下同
V0
2
8#
!
L.
E
10Q06RA6F31B4Q
E
FG7)BA78QA/
2
.67BFQA4.(F
E
6906F07!!94..370B06F
#
"
!!/A6F/.6/F>/G16#
%
^8^ /A_6A8>;6F/.6/FG6145
"$!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
$$
卷
EFG7)BA78
片段全长为
*%
"
*$G
E
!盾叶薯蓣全
长为
*+*
"
*G
E
%而黄独和薯蓣的该片段较短!黄
独的
E
FG7)BA78
片段全长为
$+!G
E
!薯蓣全长为
$**
"
$<%G
E
&
Me=
的含量为
$<8!"
$+8合叶绿体
YZL
的特点&
>?!
!
不同类群薯蓣
"
#$!%&(1
序列排列比对分析
结果
图
!
显示!经比对切齐加
2
/
E
处理之后!
E
FG7)
BA78
片段总长度为
#"#$G
E
&测序长度为
*%"G
E
左右的小花盾叶薯蓣"编号
#
"
$
#和盾叶薯蓣"编号
(
"
#(
#主要集中在
#
"
#"#$G
E
%测序长度为
$*"G
E
左右的部分薯蓣"编号
#
(
!#
(
!!
#的
E
FG7)BA78
序
列片段校正之后主要集中在
##
"
+!(G
E
!为
E
FG7)
BA78
序列的前部分%测序长度同样为
$*"G
E
左右
的黄独"编号
#*
"
#<
#和另外部分薯蓣"编号
#+
(
#%
(
!"
#的
E
FG7)BA78
序列片段校正之后!主要集中在
!*%
"
#"#$G
E
!为
E
FG7)BA78
序列的后部分&其中
小花盾叶薯蓣"编号
#
(
!
(
$
#(部分盾叶薯蓣"编号
(
(
表
>
!
!
种薯蓣属植物的主要形态特征
>/G16!
!
>;6./079;/A/9B6A0FB09F4Q(F
E
6906F4Q!"#$%#&(
编号
=4R6
叶片大小
C6/QF0D6
.
9.
叶型
C6/QFB
:
16
叶色
C6/Q9414A
块茎类型
I;0D4.6
.
B3G6AFB
:
16
# !
"
#"]!
"
%
基部宽心形!边缘整齐!膜质
JA4/R1
:
94AR/B6
!
./A)
2
0767B0A6
!
.6.GA/743F
绿色夹带浅紫色
MA66750B;
E
3A
E
10F;
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
! !
"
#"]!
"
%
基部宽心形!边缘整齐!轻度膜质
JA4/R1
:
94AR/B6
!
./A
2
0767B0A6
!
F10
2
;B.6.GA/743F
绿色
MA667
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
$ !
"
#"]!
"
%
基部宽心形!边缘整齐!轻度膜质
JA4/R1
:
94AR/B6
!
./A
2
0767B0A6
!
F10
2
;B.6.GA/743F
绿色
MA667
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
( !
"
%]!
"
+
盾叶急尖!蜡质厚
H61B/B6
!
/
E
6W9/3R/B6)/93.07/B6
!
B;09_5/W
绿色!叶脉处黄绿色条斑
MA667
!
:
6145
2
A66747T607F
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
* !
"
%]!
"

盾叶急尖!轻度蜡质
H61B/B6
!
/
E
6W9/3R/B6)/93.0)
7/B6
!
5/W
绿色
MA667
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
< !
"
+]!
"

盾叶急尖!轻度蜡质
H61B/B6
!
/
E
6W9/3R/B6)/93.0)
7/B6
!
5/W
绿色
MA667
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
+ !
"
+]!
"

盾叶急尖!蜡质
H61B/B6
!
/
E
6W9/3R/B6)/93.07/B6
!
5/W
绿色
MA667
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
% !
"
+]!
"

盾叶急尖!蜡质
H61B/B6
!
/
E
6W9/3R/B6)/93.07/B6
!
5/W
绿色
MA667
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
!
"
%]!
"
#"
三角状心形急尖!厚纸质
I6BA0/7
2
31/B694AR/B6
!
/)
E
6W9/3R/B6)/93.07/B6
!
B;09_
E
/
E
6A
绿色
MA667
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
#" !
"
%]!
"

三角状箭形!厚纸质
I6BA0/7
2
31/B6F/
2
0BB/B6
!
B;09_
E
/
E
6A
绿色
MA667
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
## !
"
]!
"

三角状箭形!厚纸质
I6BA0/7
2
31/B6F/
2
0BB/B6
!
B;09_
E
/
E
6A
绿色
MA667
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
#! !
"
%]!
"
#"
三角状箭形!厚纸质
I6BA0/7
2
31/B6F/
2
0BB/B6
!
B;09_
E
/
E
6A
绿色
MA667
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
#$ !
"
%]!
"

三角状箭形!厚纸质
I6BA0/7
2
31/B6F/
2
0BB/B6
!
B;09_
E
/
E
6A
绿色
MA667
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
#( !
"
%]!
"
#"
三角状卵形!光滑!厚纸质
I6BA0/7
2
31/B64T/B6
!
F.44B;
!
B;09_
E
/
E
6A
绿色
MA667
横生!圆柱形!不规则分枝
I;0D4.6;4A0D47)
B/1
!
9
:
107RA09
!
0AA6
2
31/AGA/79;07
2
#* #$
"
!(]#!
"
!(
卵状心形!顶端尾状
OT/194AR/B6
!
9/3R/B6)/93.0)
7/B6
绿色
MA667
卵圆形!表皮浅灰色!密生须根
>3G6A4T40R
!
2
A/
:
10F;
!
R67F61
:
Q0GA43FA44B
#< #*
"
!<]#(
"
!<
卵状心形!顶端尾状
OT/194AR/B6
!
9/3R/B6)/93.0)
7/B6
绿色!叶脉处紫红色
MA667
!
E
3A
E
10F;A6R47T607F
卵圆形!表皮棕黑色!密生须根
>3G6A4T40R
!
GA4570F;G1/9_
!
R67F61
:
Q0GA43FA44B
#+ $
"
]!
"
+
宽心形!边缘整齐!膜质
JA4/R1
:
94AR/B6
!
./A
2
07
67B0A6
!
.6.GA/743F
绿色
MA667
长圆柱形!垂直生长 !表皮紫红色
>3G6AT6A)
B09/1
!
9
:
107RA09
!
E
3A
E
10F;A6R
#% $
"
]!
"
+
宽心形!边缘整齐!膜质厚
JA4/R1
:
94AR/B6
!
./A
2
07
67B0A6
!
B;09_.6.GA/743F
绿色
MA667
长圆柱形!垂直生长 !表皮紫红色
>3G6AT6A)
B09/1
!
9
:
107RA09
!
E
3A
E
10F;A6R
#
"
#<]+
"
#(
心形渐尖!边缘微波状
=4AR/B6
!
9/3R/B6)/93.07/B6
!
./A
2
0767B0A637R31/B6
绿色!略带紫色
H3A
E
10F;
2
A667
长圆柱形!垂直生长 !表皮紫红色
>3G6AT6A)
B09/1
!
9
:
107RA09
!
E
3A
E
10F;A6R
!" $
"
]!
"
+
宽心形!边缘整齐
JA4/R1
:
94AR/B6
!
./A
2
0767B0A6
绿色
MA667
!
长圆柱形!垂直生长 !表皮淡黄色
>3G6AT6A)
B09/1
!
9
:
107RA09
!
Q/07B
:
6145
!# !
"
%]!
"
+
戟形!发亮
?/FB/B6
!
F;07
:
绿色
MA667
长圆柱形!垂直生长 !表皮紫红色
>3G6AT6A)
B09/1
!
9
:
107RA09
!
E
3A
E
10F;A6R
!! #*
"
!<]#(
"
!<
三角状卵形!边缘微波状
I6BA0/7
2
31/B64T/B6
!
./A)
2
0767B0A637R31/B6
紫红色
H3A
E
16
圆锥形!垂直生长 !表皮深紫色
>3G6AT6AB0)
9/1
!
94709/1
!
E
3A
E
16
!!
注$
#
"
!!
同表
#
&
Z4B6
$
#
"
!!G6F/.6/F>/G16#8
#$!
#!
期
!!!!!!!!!!!!
郭
!
文!等$
(
种薯蓣属植物的
E
FG7)BA78
片段序列分析
表
D
!
>>
个薯蓣属植物类群的
"
#$!%&(1
片段长度和
8EB
含量
>/G16$
!E
FG7)BA78QA/
2
.67B167
2
B;/7RMe=A/B6F07!!94..370B06F
项目
PB6.
编号
=4R6
# ! $ ( * < + % #" ## #! #$ #( #* #< #+ #% # !" !# !!
片段长度
C67
2
B;
.
G
E
*$ *% *" *" *" *%+ * *%" *%+ *+% *+* *+* *+< *++ $+! $+! $<+ $<+ $<% $** $<< $<#
Me=
含量
Me=947B67B
.
\ $+8"$<8$+8#$<8$+8"$<8"$+8"$<8$<8+$<8<$<8<$<8%$<8<$<8+$<8<$<8+$<8%$<8+$<8$<8!$<8%$+8<
图
!
!
!!
个薯蓣属植物类群的
!!
条
E
FG7)BA78
片段具代表性的序列排列
V0
2
8!
!
I6
E
A6F67B/B0T6F6
X
36796/10
2
7.67B4Q
E
FG7)BA78QA/
2
.67BA6
2
047F4Q!!94..370B06F
*
(

(
##
(
#!
(
#(
#(黄独"编号
#*
(
#<
#和部分薯蓣"编
号
#+
(
#%
(
!"
#的起始密码子为
L>M
!而其余盾叶薯
蓣"编号
<
(
+
(
%
(
#"
(
#$
#和剩余部分薯蓣"编号
#
(
!#
(
!!
#的起始密码子为
L>>
&
>?F
!
基于
G*
4
-#5*(
推断的
>>
个薯蓣属植物类群的
系统分枝树
经
4^R61B6FB
软件计算
E
FG7)BA78
序列矩阵的
最适合模型为$
V%#
*
J/F6f
"
8$#!!
(
"8#%#<
(
"8#%*"
(
!$!
西
!
北
!
植
!
物
!
学
!
报
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
$$
卷
"8$!#!
#!
ZFBf#
!
I/B6Ff6
X
3/1
!
H07T/Af"
+&基于
序列特征及建树最适模型!根据
!!
个类群的序列特
征用
J/
:
6F/07
推断的系统分枝树"图
$
#&小花盾叶
薯蓣和盾叶薯蓣种内的各个类群的薯蓣聚类成一个
大的分支!其中小花盾叶薯蓣"编号
#
"
$
#和部分盾
叶薯蓣"编号
(
(
*
(

(
##
(
#!
(
#(
#聚成一支!支持率为
&黄独"编号
#*
"
#<
#和薯蓣"编号
#+
(
#%
(
!"
#
聚为一小支!支持率为
!其中薯蓣的
$
个类群
"
#+
(
#%
(
!"
#在内部聚为一支!支持率为
&其余
的几个薯蓣类群"编号
#
(
!#
(
!!
#聚为一支!支持率
为
#""!在此基础上又与黄独及与黄独聚成一支
的薯蓣聚为一个大的分支!支持率仅为
<*&
$
!
讨
!
论
薯蓣属植物是一染色体数目和倍性复杂且存在
许多多倍体的属!本研究所采用的薯蓣属植物类群
"产地#彼此之间的地域距离相隔比较大!倍性复杂
*其中已知小花盾叶薯蓣
!7f!Wf!"
!盾叶薯蓣
!7
f!Wf!"
(
"
!黄独
!7f%"
!薯蓣"禄丰栽培株系#
!7
f#((
+
*
!!
+
&多个性状"核型(花粉形状(叶表皮气
孔(地下茎类型等#研究*!$+结果也认为薯蓣属内的
性状显示了其从原始到进化的演化过程&在薯蓣属
内部!尽管
E
FG7)BA78
提供的信息有限!本研究
(
种薯蓣属植物"且盾叶薯蓣和小花盾叶薯蓣同属于
根状茎组!黄独属于基生翅组!薯蓣属周生翅组#涵
盖了目前薯蓣属植物
%
个分组的
$
个组别!其倍性
也为二倍体(四倍体(八倍体及
#((
条染色体的非整
图
$
!
J/
:
6F0/7
推断的
!!
个薯蓣属植物类群的系统分枝树
图中数字为
HH
值!
HH
值为
JP
"
J/
:
6F0/7P7Q6A6796
#
的后验概率!
HH
#
"8
"
"#具可信度
V0
2
8$
!
H;
:
14
2
676B09BA664Q!!94..370B06F
G
:
J/
:
6F0/707Q6A6796
>;673.G6AF07B;6Q0
2
3A6/G4T6B;6GA/79;6F/A6HH
!
HH0F
E
4FB6A04A
E
A4G/G010B
:
4QJ/
:
6F0/707Q6A67968
HH
#
"8
"
"#
A6
E
A6F67BA610/G010B
:
倍体!其形态特征也十分多样!因此所得各类群
E
FG7)BA78
序列具有很好的代表性!可以反映
E
FG7)BA78
序列在这
(
个种(不同组别及不同倍性
的特征&
本研究在
E
FG7)BA78
片段的扩增过程中都曾
扩增检测得到一明一暗
!
个条带!其中小花盾叶薯
蓣和盾叶薯蓣的
!
个条带位置分别为明带
+*"G
E
左右!暗带
$""G
E
左右!黄独和薯蓣的
!
个条带位
置分别为明带
$*"G
E
左右!暗带
#""G
E
左右&其
中盾叶薯蓣的明暗
!
条带与孙华钦等*#$+研究的结
果相似!且孙华钦等*#$+研究的植物同属于薯蓣属根
状茎组植物!其研究也确认了盾叶薯蓣明暗
!
个条
带均为
E
FG7)BA78
序列*#$+!属于不同的叶绿体
YZL
上!但当本研究再次扩增后进行检测则
!!
个
植物类群均没有暗带出现%另
[37
等*#(+研究了中国
薯蓣属整个属内的植物类群的
E
FG7)BA78
序列!均
只有
#
条长度均为
!%!G
E
左右的条带!这与本研究
及孙华钦等*#$+的研究结果都不相同&
E
FG7)BA78
序列对本研究的
!!
个分类群的系
统关系分辨力不高!不过对该序列碱基排列分析及
系统树的分析我们仍然可以得到一些有价值的结
论&本研究结果发现小花盾叶薯蓣和盾叶薯蓣的
E
FG7)BA78
片段较长!而黄独和薯蓣的该片段较短!
E
FG7)BA78
片段序列排列后发现部分薯蓣的片段集
中在序列校正排列的前部分!而黄独和其余部分薯
蓣的片段集中在序列校正排列的后部分&这与前人
研究认为薯蓣属植物是从根状茎组"且小花盾叶薯
蓣和盾叶薯蓣被认为是该属植物的最原始的种#逐
渐演化为更高级的组*!!+!##)#!!(+!如基生翅组"如黄
独#和周生翅组"如薯蓣#!孙华钦等*#$+也认为
E
FG7)BA78
片段处于编码序列的基因间区!在进化
上很自由!据此推测!该属植物在演化的过程中!
E
FG7)BA78
片段是在不同组别(不同倍性上呈逐渐
缩短的趋势&这也需要集中该属更多组别(倍性的
物种进行深入的研究才能确定&
国内
[37
等*#(+在研究中国薯蓣属植物的
YZL
条形码时采用了叶绿体
YZL
的
E
FG7)BA78
序列片
段!发现该片段能够胜任薯蓣属植物种间的分类!但
与
./B:
(
AG99
以及
BA792=
序列相比!其区分能力
最弱&孙华钦等*#$+
!""<
年报道了叶绿体
YZL
的
E
FG7)BA78
片段用于薯蓣属穿龙薯蓣(黄山药和盾
叶薯蓣
$
种植物种间的分类!也认为叶绿体
E
FG7)
BA78
片段可以用于种间的分类!不过不能区分种以
下的分类群!这是由于
E
FG7)BA78
片段长度有限!
$$!
#!
期
!!!!!!!!!!!!
郭
!
文!等$
(
种薯蓣属植物的
E
FG7)BA78
片段序列分析
不能提供太多的遗传信息所致&本研究的结果支持
以上两种说法!同时本研究结果也支持该片段碱基
组成上
Me=
含量较低的特点&本文基于序列特征
和系统发育树发现
E
FG7)BA78
序列不能区分盾叶
薯蓣和小花盾叶薯蓣
!
个种!小花盾叶薯蓣是近几
年从盾叶薯蓣种内才通过形态学上的细微差别"小
花盾叶薯蓣的花较盾叶薯蓣的花小#鉴别开来的*++!
而
MLO
等*!(+也基于小花盾叶薯蓣和盾叶薯蓣的主
要分布认为盾叶薯蓣是小花盾叶薯蓣因地理隔离而
演化形成的!足以说明这
!
个种的亲缘关系很近&
本研究发现几个栽培的薯蓣聚在一支!且与黄独的
遗传距离很近%而另几个野生薯蓣聚为一支!据此推
测薯蓣的演变过程是与人工驯化存在很大关系的!
且推测黄独与栽培薯蓣的亲缘关系较近!而与野生
薯蓣的亲缘关系较远&
致谢!本研究过程中得到了云南省教育厅科学研究基金的资助"同时感谢中国科学院昆明植物研究所工作人员谭英的热
心指导和帮助#
参考文献!
*
#
+
!
=ONI[-SYM8SL [^8L7/99437B4QB;67/B3A6
!
4A0
2
07F
!
931B0T/B047/7R3B010D/B0474QB;63F6Q31.6.GA6AF4QY04F94A6/96/6
*
^
+
8>A4
E
0)
9/1L
2
A0931B3A6[6A06F8C47
2
./7F
!
MA667/7R=48CBR8C47R47
!
#<+8
*
!
+
!
YPZMg?g
!
MPCJ-I>^M8Y04F94A6/96/6
*
^
+..
@Ng
!
ILa-ZH?8V14A/4Q=;07/
!
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