全 文 ：基于 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ序列的十种棘豆属植物分子系统学研究∗
卢　 萍ꎬ 高利霞ꎬ 金　 凤ꎬ 恩和巴雅尔
(内蒙古师范大学 生命科学与技术学院ꎬ 内蒙古 呼和浩特　 ０１００２２)
摘要: 选择内蒙古 ２８个样地采集的 １０ 种棘豆属植物 ５６ 个单株ꎬ 提取样品的基因组 ＤＮＡꎬ 对其叶绿体
ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ序列进行扩增、 测序ꎬ 所得序列利用 ＣｌｕｓｔａｌＸ软件进行对位排列ꎬ 并用 ＭＥＧＡ５􀆰 ０ 软件采用最大
似然法构建系统发育树ꎮ 结果显示: (１) １０ 种棘豆属 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ 序列的变异位点 ５０ 个ꎬ 信息位点 ３６ 个ꎬ
种间碱基差异百分率为 ３􀆰 ４％ꎬ ＧＣ含量变化范围在 ２３􀆰 １８％ ~ ２５􀆰 ７２％之间ꎮ (２) 棘豆属与黄芪属各为一
支ꎬ 自展支持率达 ９９％ꎬ 这 １０种棘豆属植物可能为单系起源ꎮ (３) 系统树中小叶小花棘豆与小花棘豆的
样本独立成一支ꎬ 支持将小叶小花棘豆作为小花棘豆的变种来处理ꎮ (４) 多叶棘豆、 砂珍棘豆和黄毛棘
豆的样本相互混杂ꎬ 表明亲缘关系很近ꎬ 支持 «内蒙古植物志» 将三者归入真棘豆亚属轮叶棘豆组的观
点ꎮ (５) 缘毛棘豆与薄叶棘豆的样本聚成一支ꎬ 支持将二者归入矮生棘豆组ꎮ 研究表明ꎬ ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ 序列
可为棘豆属下种间系统发育关系研究提供分子证据ꎮ
关键词: 棘豆属ꎻ 系统发育ꎻ ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ
中图分类号: Ｑ ７８１ꎬ Ｑ ９４９　 　 　 　 文献标识码: Ａ　 　 　 　 　 　 文章编号: ２０９５－０８４５(２０１４)０３－２７９－０６
Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ ｏｆ Ｔｅｎ Ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｆ Ｏｘｙｔｒｏｐｉｓ
Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ Ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ
ＬＵ Ｐｉｎｇꎬ ＧＡＯ Ｌｉ￣Ｘｉａꎬ ＪＩＮ Ｆｅｎｇꎬ ＥＮＨＥＢＡＹＡＥＲ
(Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｌｉｆｅ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏｌｉａ Ｎｏｒｍａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬ Ｈｕｈｈｏｔ ０１００２２ꎬ Ｃｈｉｎａ)
Ａｂｓｔｒａｃｔ: Ｔｏｔａｌ ＤＮＡ ｆｒｏｍ ５６ ｉｎｄｉｖｉｄｕａｌ ｐｌａｎｔｓ ｃｏｌｌｅｃｔｅｄ ｉｎ ２８ ｓａｍｐｌｅ ｓｉｔｅｓ ｏｆ １０ Ｏｘｙｔｒｏｐｉｓ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ Ｉｎｎｅｒ Ｍｏｎｇｏ￣
ｌｉａ ｗａｓ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｒｅｓｅａｒｃｈꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｗａｓ ａｍｐｌｉｅｄ ａｎｄ ｓｅｑｕｅｎｃｅｄ. Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ
ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ＣｌｕｓｔａｌＸ ａｎｄ ＭＥＧＡ ５􀆰 ０. Ｔｈｅ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒｅｅｓ ｗｅｒｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｂｙ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｍｅｔｈｏｄｓ
ｉｎ ＭＥＧＡ ５􀆰 ０. Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ａｓ ｆｏｌｌｏｗｓ: (１) Ｔｈｅｒｅ ｗｅｒｅ ５０ ｖａｒｉａｂｌｅ ｓｉｔｅｓꎬ ３６ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｖｅ ｓｉｔｅ ａｎｄ ３􀆰 ４％ ｏｆ ｔｈｅ
ｉｎｔｅｒ￣ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｉｎ ｔｈｅ １０ Ｏｘｙｔｒｏｐｉｓ ｓｐｅｃｉｅｓꎬ ａｎｄ ｔｈｅ ＧＣ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ ｒｅｇｉｏｎ ｗｅｒｅ ｂｅｔｗｅｅｎ
２３􀆰 １８％~２５􀆰 ７２％. (２) Ｔｈｅ １０ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｆ Ｏｘｙｔｒｏｐｉｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｂａｂｌｙ ｍｏｎｏｐｈｙｌｅｔｉｃꎬ ｃｌｅａｒｌｙ ｓｅｐａｒａｔｉｎｇ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ａｓｔｒａｇ￣
ａｌｕｓ ｓｐｅｃｉｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｏｏｔｓｔｒａｐ ｖａｌｕｅ ｗａｓ ９９％. (３) Ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｏｆ Ｏｘｙｔｒｏｐｉｓ ｇｌａｂｒａ ｖａｒ. ｔｅｎｕｉｓ ａｎｄ Ｏ􀆰 ｇｌａｂｒａ ｃｌｕｓ￣
ｔｅｒｅｄ ａ ｇｒｏｕｐ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｌｙꎬ ｔｈｕｓ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｔｈｅ ｏｐｉｎｉｏｎ ｏｆ ｔｒｅａｔｉｎｇ Ｏｘｙｔｒｏｐｉｓ ｇｌａｂｒａ ｖａｒ. ｔｅｎｕｉｓ ａｓ ａ ｖａｒｉａｎｔ ｏｆ
Ｏ􀆰 ｇｌａｂｒａ. (４) Ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｏｆ Ｏ􀆰 ｖｅｒｔｉｃｉｌｌａｒｉｓꎬ Ｏ􀆰 ｒａｃｅｍｏｓａ ａｎｄ Ｏ􀆰 ｏｃｈｒａｎｔｈａ ｍｉｘｅｄ. Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ ｔｈｅｙ ｓｈｏｗｅｄ ａ ｃｌｏｓｅ
ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ. Ｗｅ ａｒｅ ｃｏｎｇｒｕｅｎｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｐｏｉｎｔｓ ｉｎ Ｆｌｏｒａ ｏｆ Ｉｎｔｒｏｍｏｎｇｏｌｉｃａꎬ ｔｈｅ ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ ｐｕｔｔｉｎｇ ｔｈｅ ｔｈｒｅｅ ｓｐｅｃｉｅｓ ｉｎ￣
ｔｏ Ｓｕｂｇｅｎ. Ｅｕｏｘｙｔｒｏｐｉｓ Ｓｅｃｔ. Ｂａｉｃａｌｉａ Ｓｔｅｌｌ. ｅｘ Ｂｕｎｇｅ. (５) Ｔｈｅ ｓａｍｐｌｅｓ ｏｆ Ｏ􀆰 ｃｉｌｉａｔａ ａｎｄ Ｏ􀆰 ｌｅｐｔｏｐｈｙｌｌａ ｃｌｕｓｔｅｒｅｄ ａ
ｇｒｏｕｐꎬ ｗｈｉｃｈ ａｌｓｏ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ ｗｈｉｃｈ ｐｕｔ ｔｈｅｍ ｉｎｔｏ ｓｅｃｔ. Ｘｅｒｏｂｉａ Ｂｕｎｇｅ. Ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａ￣
ｔｅｄ ｔｈａｔ ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ｐｒｏｖｉｄｅｄ ｔｈｅ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｅｖｉｄｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ ｉｎ ｔｈｅ
Ｏｘｙｔｒｏｐｉｓ ａｔ ｓｕｂｇｅｎｕｓꎬ ｓｅｃｔｓ ａｎｄ ｓｐｅｃｉｅｓ ｌｅｖｅｌｓ.
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ: Ｏｘｙｔｒｏｐｉｓꎻ Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃꎻ ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ
植 物 分 类 与 资 源 学 报　 ２０１４ꎬ ３６ (３): ２７９~２８４
Ｐｌａｎｔ Ｄｉｖｅｒｓｉｔｙ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ＤＯＩ: １０.７６７７ / ｙｎｚｗｙｊ２０１４１３１３５
∗ 基金项目: 内蒙古自然科学基金 (２００６０７０１０５０４ꎬ ２０１０ＭＳ０５０８)
收稿日期: ２０１３－０６－１７ꎬ ２０１３－１１－０９接受发表
作者简介: 卢　 萍 (１９６４－) 女ꎬ 教授ꎬ 博士ꎬ 硕士生导师ꎬ 主要从事遗传与分子生物学、 分子生态学等领域的研究ꎮ
Ｅ￣ｍａｉｌ: ｌｕｐｉｎｇ＠ｉｍｎｕ􀆰 ｅｄｕ􀆰 ｃｎ
　 棘豆属植物在我国有近 １５０种ꎬ 约占全世界
总数的 １ / ２ (张宏达等ꎬ ２００４)ꎮ 迄今为止ꎬ 在
内蒙古已记载的棘豆属植物有 ３０ 种、 ６ 变种、 ４
变型 (王金妞ꎬ ２００５)ꎮ 该属自 １８０２年由瑞士分
类学家 Ｄｅ Ｃａｎｄｏｌｌｅ 从黄芪属中分离出来ꎬ 国内
外学者对其进行了多方面研究 (王金妞ꎬ ２００５)ꎮ
棘豆属下种间分类研究主要集中于传统分类学方
面ꎬ 然而不同学者依据不同形态结构特点ꎬ 有不
同划分ꎮ «中国植物志» (曾建飞ꎬ １９９８) 中将我
国分布的棘豆属植物依据荚果是否包藏于花萼
内划为 ６ 个亚属ꎻ «内蒙古植物志» (马毓泉ꎬ
１９８９) 中采用俄国植物分类学家 Ｂｕｎｇｅ和苏联植
物分类学家 Ｖａｓｓｉｌｃｚｅｎｋｏ 建立的 ５ 亚属观点ꎬ 将
内蒙古分布棘豆属植物进行划分ꎻ 刘丽和赵一之
(１９９６) 认为荚果是否包藏于花萼内是一个不稳
定性状ꎬ 将以上 ５亚属依据子房结构不同合并为
２亚属ꎬ 保留单室棘豆亚属ꎬ 其余 ４ 个亚属归并
为棘豆亚属ꎮ
分子系统学为系统分类研究提供了良好的发
展契机 (韩艳艳ꎬ ２００７)ꎮ 它以稳定和不受环境
条件影响的 ＤＮＡ 序列为依据ꎬ 通过与经典分类
学研究相互结合、 补充ꎬ 相互佐证ꎬ 客观地重建
棘豆属内种间的系统发育关系ꎮ 棘豆属分子系统
学研究很少ꎬ 仅见于卢萍等 (２０１１)、 高静等
(２００９) 基于 ５􀆰 ８Ｓ ｒＤＮＡ / ＩＴＳ 序列对内蒙古分布
十余种棘豆属植物的研究ꎬ 高利霞等 (２０１３)
对内蒙古十种棘豆属植物基于 ｔｒｎＬ￣Ｆ 序列的研
究ꎬ 李云霞等 (２０１１) 基于 ＩＴＳ和 ｔｒｎＬ￣Ｆ序列对
青藏高原棘豆属植物进行研究以及 Ｊｏｒｇｅｎｓｅｎ 和
Ｓｔｅｈｌｉｋ (２００３) 对北美棘豆属植物的研究ꎮ 但对
于本研究涉及的 １０ 种棘豆属植物的叶绿体基因
组 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ序列的研究至今未见报道ꎮ
ｐｓｂＡ基因是编码光合系统Ⅱ反应中心 Ｄｌ 蛋
白ꎬ ｔｒｎＨ 基因编码 ｔＲＮＡＨｉｓ (Ｍｏｒｄｅｎ 和 Ｇｏｌｄｅｎꎬ
１９８９ꎻ Ｕｍｅｓｏｎｏ等ꎬ １９８８)ꎮ ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ序列是 ｐｓｂＡ
基因和 ｔｒｎＨ基因间的一段非编码序列ꎬ 长约 ３００
ｂｐꎬ 在功能上限制少ꎬ 变异相对多ꎬ 与编码区基
因相比ꎬ 可提供更多的系统发育信息 (张得钧
等ꎬ ２０１１)ꎮ Ｋｒｅｓｓ等 (２００５) 认为ꎬ 叶绿体 ｐｓｂＡ￣
ｔｒｎＨ序列能够很好地区分陆生植物ꎬ 特别是开
花植物ꎬ 展现了很好的种间鉴别价值ꎮ
本研究首次在内蒙古 ２８个样地采集了 １０ 种
棘豆属 ５６个单株植物样本ꎬ 扩增其叶绿体 ｐｓｂＡ￣
ｔｒｎＨ序列并进行分析ꎬ 为棘豆属植物研究提供
分子系统学依据ꎬ 同时结合形态学证据ꎬ 为重建
棘豆属植物的系统发育关系奠定基础ꎬ 对棘豆种
质资源的研究、 开发与利用具有积极意义ꎮ
１　 材料和方法
１􀆰 １　 植物材料
随机采集健康棘豆属植株的新鲜叶片ꎬ 将其置变色
硅胶迅速干燥ꎬ 带回实验室ꎬ 以备 ＤＮＡ提取ꎮ 样品及采
样地概况见表 １ꎮ
１􀆰 ２　 研究方法
１􀆰 ２􀆰 １　 植物总 ＤＮＡ提取 　 采用 ＣＴＡＢ 法 (顾红雅和瞿
礼嘉ꎬ １９９８ꎻ 王关林和方宏筠ꎬ １９９８)ꎬ 取单株植物干燥
叶片 ０􀆰 ２ ｇ用于 ＤＮＡ 提取ꎬ ０􀆰 ８％琼脂糖凝胶电泳检测ꎬ
调整各模板质量浓度至 １０ ｍｇ􀅰Ｌ－１左右ꎬ ４ ℃贮存备用ꎮ
１􀆰 ２􀆰 ２　 ＰＣＲ扩增及序列测定 　 １０ μＬ ＰＣＲ 体系为 ２ ×
ＰＣＲ ｍａｓｔｅｒ ｍｉｘ试剂盒 ３􀆰 ５ μＬꎬ ＤＮＡ模板 １０ ｎｇꎬ 引物为
２􀆰 ５ μｍｏｌ􀅰Ｌ－１ꎮ
扩增程序为 ９４ ℃预变性 ５ ｍｉｎꎻ ９４ ℃变性 １ ｍｉｎꎬ
６６ ℃复性 １ ｍｉｎꎬ ７２ ℃延伸 １􀆰 ５ ｍｉｎꎬ ３０个循环ꎻ ７２ ℃补
平 １０ ｍｉｎꎬ ４ ℃保温ꎮ 扩增采用引物 Ｆ (５′ －ＧＴＴＡＴＧ￣
ＣＡＴＧＡＡＣＧＴＡＡＴＧＣＴＣ－３′) 和引物 Ｒ (５′－ＣＧＣＧＣＡＴＧ￣
ＧＴＧＧＡＴＴＣＡＣ ＡＡＴ Ｃ－３′) (Ｓａｎｇ等ꎬ １９９７)ꎮ
扩增产物用 １􀆰 ５％ (含核酸染料) 琼脂糖凝胶电泳检
测ꎬ ５ Ｖ􀅰ｃｍ－１下稳压电泳 １􀆰 ５ ｈꎬ Ｔａｎｏｎ ＧＩＳ￣２０１０ 型凝胶成
像系统照相ꎮ １ ０００ ｂｐ Ｐｌｕｓ ＤＮＡ Ｍａｒｋｅｒ为标准分子量标记ꎮ
ＰＣＲ产物纯化及 ＤＮＡ 序列测定委托上海生工工程
股份有限公司进行ꎮ 每个样地至少选取 ２ 株ꎬ 并且进行
重复测序ꎮ
１􀆰 ２􀆰 ３　 数据分析　 将获得的多个棘豆 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ 序列与
ＮＣＢＩ数据库中已发表的棘豆属植物 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ 序列进行
比较ꎬ 人工判读ꎬ 确定其始末端ꎬ 得到 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ 全序
列ꎮ 再用 ＣｌｕｓｔａｌＸ 软件进行对位排列ꎬ 排列后序列用
ＭＥＧＡ５􀆰 ０软件进行序列间差异分析ꎬ 应用最大似然法构
建系统发育树ꎬ 构建时使用 Ｋｉｍｕｒａ双参数模型距离ꎬ 用
自展法对所构建的系统发育树进行评估ꎬ 自展重复次数
为 １ ０００次ꎮ
２　 结果分析
２􀆰 １　 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ序列
本研究已测序列的 ＧｅｎＢａｎｋ 登录号见表 １ꎮ
１０种内蒙古棘豆属植物的 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ 区序列长为
３８１~３９１ ｂｐꎬ 变化由少数种的碱基缺失所致ꎬ 对
位排列后长度为 ４０７ ｂｐꎬ 空位始终作为缺失处理ꎬ
０８２　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 植 物 分 类 与 资 源 学 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 第 ３６卷
书书书
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１８２３期　 　 　 　 　 　 　 　 　 卢　 萍等: 基于 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ序列的 １０种棘豆属植物分子系统学研究　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
书书书
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ＧＣ含量变化范围为 ２３􀆰 １８％ ~２５􀆰 ７２％ꎬ 变异位点
５０个ꎬ 信息位点 ３６ 个ꎬ 分别占序列总长度的
１２􀆰 ３％和 ８􀆰 ６％ꎮ 种间的碱基差异百分率为 ３􀆰 ４％ꎬ
其中转换率为 ２􀆰 ２％ꎬ 颠换率为 １􀆰 ２％ꎮ 变异位点
中转换有 ９个ꎬ 都发生在 Ａ￣Ｇ (第 ２２７位、 第 ２６８
位、 第 ２７３位、 第 ２７９位、 第 ２８０位、 第 ２９２位、
第 ２９９位、 第 ３０２ 位、 第 ３７２ 位)ꎻ 颠换有 ５ 个ꎬ
其中 １ 个 Ａ￣Ｔ (第 ３５５ 位)ꎬ １ 个 Ｇ￣Ｃ (第 ３８６
位)ꎬ ３个 Ｇ￣Ｔ (第 ７位、 第 １９４位、 第 ２０６位)ꎬ
常发生在 Ｇ与 Ｔ间ꎻ 插入有 １５个ꎬ 缺失有 ７个ꎮ
外类群斜茎黄芪和变异黄芪的 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ 区段长
度是 ３６５ ｂｐ 和 ３６６ ｂｐꎬ ＧＣ 含量分别为 ２５􀆰 ７５％
和 ２４􀆰 ３２％ꎮ 棘豆属植物各序列间差异小ꎬ 为 ０
~５􀆰 ５％ꎬ 而其与 ２ 种外类群黄芪属植物的序列
差异度达 ５􀆰 ３％~１０􀆰 ７％ꎮ
２􀆰 ２　 分子系统发育树及其分析
以 ５种黄芪属植物为外类群ꎬ 构建 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ
序列系统进化树 (图 １)ꎬ 棘豆属和黄芪属植物
各自分成一支ꎬ ５ 种黄芪位于系统发育树的外
侧ꎮ 缘毛棘豆、 鳞萼棘豆、 薄叶棘豆、 黄毛棘
豆、 刺叶柄棘豆、 砂珍棘豆 ３个样地 (ＯＷ、 ＯＹ、
ＳＬ) 和多叶棘豆 ２个样地 (Ｗ１、 Ｗ２) 的样本聚
在一大分支上ꎻ 多叶棘豆 ３ 个样地 (Ｗ３、 Ｗ４、
Ｗ５)、 阴山棘豆、 线叶棘豆和砂珍棘豆杭锦旗
(ＨＪ) 的样本聚为一分支ꎻ 小花棘豆和小叶小花
棘豆的样本独立聚为一支ꎬ 自展支持率达 ９９％ꎮ
３　 讨论
Ｊｏｒｇｅｎｓｅｎ (２００３) 在对阿拉斯加州棘豆属两
个复合群的 ＩＴＳ 序列和 ＲＡＰＤ 分子标记研究中ꎬ
支持棘豆属为单系起源ꎮ 本研究构建的 ｐｓｂＡ￣
ｔｒｎＨ序列系统发育树也显示ꎬ １２ 种棘豆和 ５ 种
黄芪各分为一支ꎬ 支持率达到 ９９％ꎮ 因此ꎬ 针
对于内蒙古地区分布的 １０ 种棘豆物种而言ꎬ 可
能是单系起源的ꎮ
小花棘豆和小叶小花棘豆的样本独立成一支ꎬ
区别于其余同属植物ꎮ 小叶小花棘豆被国内学者
视为变种处理ꎬ 而在 «蒙古国豆科植物» 中却被
定为正种ꎮ 卢萍等 (２０１１) 和高静等 (２００９) 基
于 ５􀆰 ８Ｓ ｒＤＮＡ / ＩＴＳ序列研究得出小花棘豆和小叶
小花棘豆自成一支的支持率达 ９８％的结果ꎬ 王金
妞 (２００５) 对比二者形态特征ꎬ 发现二者均具较
２８２　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 植 物 分 类 与 资 源 学 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 第 ３６卷
大相似性ꎬ 且地理分布具连续性ꎬ 二者都支持视
小叶小花棘豆为变种的观点ꎮ 本研究结果也显示
小叶小花棘豆与小花棘豆的亲缘关系非常近ꎬ 赞
同将小叶小花棘豆作为变种来处理ꎮ
系统树中 ４个样地的刺叶柄棘豆样本与黄毛
棘豆、 砂珍棘豆和部分多叶棘豆的样本相互混杂ꎬ
目前可推测三者间的亲缘关系很近ꎬ 至于类群间
是否存在杂交ꎬ 还需提供更多线索或依据ꎮ «中国
植物志» (曾建飞ꎬ １９９８) 和 «内蒙古植物志»
(马毓泉ꎬ １９８９) 中依据小叶尖端是否有刺ꎬ 将刺
叶柄棘豆分到猥刺棘豆亚属 Ｓｕｂｇｅｎ. Ｔｒａｇａｃａｎ￣
ｔｈｏｘｙｔｒｏｐｉｓ Ｖａｓｓꎬ 将黄毛棘豆、 多叶棘豆和砂珍棘
豆都归到一个亚属ꎬ 即真棘豆亚属 Ｓｕｂｇｅｎ. Ｅｕ￣
ｏｘｙｔｒｏｐｉｓꎮ 卢萍等 (２０１１)、 高静等 (２００９)、 高利
霞等 (２０１３) 根据对 ５􀆰 ８Ｓ ｒＤＮＡ/ ＩＴＳ序列和 ｔｒｎＬ￣Ｆ
序列的研究表明ꎬ 分别用核基因和叶绿体基因构建
的系统树是相似的ꎮ 推测刺叶柄棘豆也有可能为多
系起源ꎬ 而对其亚属的归属尚需深入进行探讨ꎮ
«中国植物志» 和 «内蒙古植物志» 中将小
花棘豆与线叶棘豆归入一个亚属、 阴山棘豆与多
叶棘豆归入另一亚属 (马毓泉ꎬ １９８９ꎻ 曾建飞ꎬ
１９９８)ꎮ 本研究结果却显示线叶棘豆与阴山棘豆
和多叶棘豆的亲缘关系更近ꎬ 而与小花棘豆的亲
缘关系相对远一些ꎬ 这与卢萍等 (２０１１) 基于 ５􀆰 ８Ｓ
ｒＤＮＡ / ＩＴＳ序列和高利霞等 (２０１３) 基于 ｔｒｎＬ￣Ｆ
序列的研究结论一致ꎬ 原因有待深入研究ꎮ
图 １　 最大似然法构建的 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ系统发育树ꎮ 数字表示各分支自展数据支持率ꎻ 标尺代表核苷酸的替换率
Ｆｉｇ􀆰 １　 Ｔｈｅ ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｔｒｅｅ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｍａｘｉｍｕｍ Ｌｉｋｅｌｉｈｏｏｄ ｍｅｔｈｏｄ
Ｎｕｍｂｅｒｓ ａｔ ｔｈｅ ｂｒａｎｃｈ ｎｏｄｅｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈｅ ｃｏｎｆｉｄｅｎｃｅ ｖａｌｕｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｅｓｅｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｒａｎｃｈ ｏｂｔａｉｎｅｄ ｆｒｏｍ ｂｏｏｔｓｔｒａｐ
ａｎａｌｙｓｉｓ ｕｓｉｎｇ １０００ ｒｅｐｌｉｃａｔｅｓ. Ｔｈｅ ｓｃａｌｅ ｂａｒ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｓ ｔｈｅ ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎ ｐｅｒ ｓｉｔｅ
３８２３期　 　 　 　 　 　 　 　 　 卢　 萍等: 基于 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ序列的 １０种棘豆属植物分子系统学研究　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
　 «中国植物志» 中将砂珍棘豆以花较小的特
征归入戈壁棘豆组 Ｓｅｃｔ. Ｇｏｂｉｃｏｌａ Ｂｕｎｇｅꎬ 黄毛棘
豆和多叶棘豆归入轮叶棘豆组 Ｓｅｃｔ. Ｂａｉｃａｌｉａ Ｓｔｅｌｌ.
ｅｘꎻ 而 «内蒙古植物志» 中将三者都归为轮叶棘
豆组 Ｓｅｃｔ. Ｂａｉｃａｌｉａ Ｓｔｅｌｌ. ｅｘ (马毓泉ꎬ １９８９ꎻ 曾建
飞ꎬ １９９８)ꎮ 本研究结果反映出多叶棘豆、 砂珍
棘豆与黄毛棘豆的样本相互混杂ꎬ 表明三者亲缘
关系很近ꎬ 与前人的结论一致 (刘丽和赵一之ꎬ
１９９７ꎻ 卢萍等ꎬ ２０１１ꎻ 高静等ꎬ ２００９ꎻ 高利霞等ꎬ
２０１３)ꎬ 支持将这三种棘豆归为一组的观点ꎮ
缘毛棘豆、 薄叶棘豆和鳞萼棘豆在系统树中
聚为一支ꎬ 亲缘关系很近ꎮ «中国植物志» 和
«内蒙古植物志» 中依据萼筒上有无鳞片状腺
体ꎬ 将鳞萼棘豆归入鳞萼棘豆组 Ｓｅｃｔ. Ｌｅｕｃｏｐｏｄｉａ
Ｂｕｎｇｅꎬ 缘毛棘豆和薄叶棘豆归入矮生棘豆组
Ｓｅｃｔ. Ｘｅｒｏｂｉａ Ｂｕｎｇｅ (马毓泉ꎬ １９８９ꎻ曾建飞ꎬ １９９８)ꎮ
故本研究支持 «中国植物志»、 «内蒙古植物志»
对缘毛棘豆和薄叶棘豆的划分ꎬ 然而对鳞萼棘豆
的隶属问题有待深入研究ꎮ
综上所述ꎬ 基于 ｐｓｂＡ￣ｔｒｎＨ 序列构建的系统
发育树ꎬ 与 ５􀆰 ８ＳｒＤＮＡ / ＩＴＳ序列 (卢萍等ꎬ ２０１１ꎻ
高静等ꎬ ２００９) 和 ｔｒｎＬ￣Ｆ序列 (高利霞等ꎬ ２０１３)
构建的系统树分支情况基本一致ꎮ 因此ꎬ ｐｓｂＡ￣
ｔｒｎＨ序列也可作为继 ５􀆰 ８ＳｒＤＮＡ / ＩＴＳ序列和 ｔｒｎＬ￣Ｆ
序列后又一可用于棘豆属下种间系统发育关系研
究的叶绿体组基因ꎮ 在今后的研究中ꎬ 还可继续
筛选其他基因进行棘豆分子系统学研究ꎬ 并将不
同基因序列构建的系统发育树进行比较ꎻ 并争取
采集棘豆的其他物种以继续深入研究ꎮ
〔参　 考　 文　 献〕
顾红雅ꎬ 瞿礼嘉ꎬ １９９８. 植物分子生物学实验手册 [Ｍ]. 北京:
高等教育出版社ꎬ ４—６
马毓泉ꎬ １９８９. 内蒙古植物志 (第 ２ 卷第 ３ 分册) [Ｍ]. 呼和浩
特: 内蒙古人民出版社ꎬ ２９９—３３１
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Ｇａｏ Ｊ (高静)ꎬ Ｌｕ Ｐ (卢萍)ꎬ Ｗａｎｇ ＪＮ (王金妞) ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００９.
Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ ｏｆ ｓｅｖｅｒａｌ ｓｐｅｃｉｅｓ ｏｆ Ｏｘｙｔｒｏｐｉｓ ＤＣ. ｂａｓｅｄ ｏｎ
５􀆰 ８ＳｒＤＮＡ / ＩＴＳ ｓｅｑｕｅｎｃｅ [ Ｊ] . Ａｃｔａ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｅ Ｂｏｒｅａｌｉ￣Ｓｉｎｉｃａ
(华北农学报)ꎬ ２４ (６): １６８—１７３
Ｇａｏ ＬＸ (高利霞)ꎬ Ｌｕ Ｐ (卢萍)ꎬ Ｊｉｎ Ｆ (金凤) ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１３. ｔｒｎＬ￣
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Ｏｘｙｔｒｏｐｉｓ [Ｊ] . Ａｃｔａ Ｂｏｔａｎｉｃａ Ｂｏｒｅａｌｉ￣Ｏｃｃｉｄｅｎｔａｌｉａ Ｓｉｎｉｃａ (西北
植物学报)ꎬ ３３ (２): ２６６—２７１
Ｈａｎ ＹＹ (韩艳艳)ꎬ ２００７. Ｐｈｙｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｚｙｇｏｐｈｙｌｌａｃｅａｅ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ｎｕｃｌｅａｒ ＩＴＳ ＤＮＡ ａｎｄ ｃｈｌｏｒｏｐｌａｓｔ ｔｒｎＬ￣Ｆ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ
[Ｄ]. Ｍａｓｔｅｒ’ｓ Ｔｈｅｓｉｓ ｏｆ ＸｉｎＪａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ (新疆大学硕士论
文)ꎬ １３—２１
Ｊｏｒｇｅｎｓｅｎ ＪＬꎬ Ｓｔｅｈｌｉｋ Ｉꎬ ２００３. Ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＩＴＳ ｓｅｑｕｅｎｃｅｓ ａｎｄ
ＲＡＰＤ ｍａｒｋｅｒｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｔａｘｏｎｏｍｙ ａｎｄ ｂｉｏｇｅｏｇｒａｐｈｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｏｘｙｔｒｏｐｉｓ
ｃａｍｐｅｓｔｒｉｓ ａｎｄ Ｏ􀆰 ａｒｃｔｉｃａ ( Ｆａｂａｃｅａｅ) ｃｏｍｐｌｅｘｅｓ ｉｎ Ａｌａｓｋａ [ Ｊ] .
Ａｍｅｒｉｃａｎ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｏｔａｎｙꎬ ９０ (１０): １４７０—１４８０
Ｋｒｅｓｓ ＷＪꎬ Ｗｕｒｄａｃｋ ＫＪꎬ Ｚｉｍｍｅｒ ＥＡ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００５. Ｕｓｅ ｏｆ ＤＮＡ ｂａｒ￣
ｃｏｄｅｓ ｔｏ ｉｄｅｎｔｉｆｙ ｆｌｏｗｅｒｉｎｇ ｐｌａｎｔｓ [Ｊ] . Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ
Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓꎬ １０２ (２３): ８３６９—８３７４
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