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马鞭草属(Verbena L.)为马鞭草科(Verbenaceae)植物,约有250种,主产于热带至温带美洲。该属在我国均为外来植物,主要包括马鞭草(V.officinalis L.)、柳叶马鞭草(V.bonariensis L.)、狭叶马鞭草(V.brasiliensis Vell.)、长苞马鞭草(V.bracteata Cavannilles ex Lagasca&Rodrriguez)、美女樱(V.hybrida Voss)以及细叶美女樱(V.tenera Spreng.)。本研究通过1)核基因ITS序列和cpDNA间隔区序列,以马缨丹(Lantana camara L.)和蔓马缨丹(L.montevidensis Briq.)为外类群,对马鞭草属5个种共26个居群进行了分析,从群体的角度探讨马鞭草属植物的种间关系;2)ISSR分子标记对10个狭叶马鞭草和4个柳叶马鞭草居群进行遗传多样性分析,阐述了狭叶马鞭草与柳叶马鞭草的遗传结构特征。主要研究结果如下:1.基于核基因ITS序列和cpDNA间隔区序列的亲缘地理学分析通过筛选,利用核基因ITS序列引物ITS4-ITS5和两段叶绿体基因间隔区序列引物trn S-trnG和psbA-trnH进行研究,trnS-trnG序列共有132个碱基变异位点,包括14段共80bp插入或缺失,共产生9个单倍型,单倍型多态性(Hd)为0.749,核苷酸多态性(π)为0.01313;psbA-trnH序列共有72个碱基变异位点,包含12段共45bp的插入或缺失,共产生8个单倍型,Hd为0.598,π为0.00949;ITS序列总共有247个碱基异位点,包括60bp的插入或缺失,该段序列共产生11个单倍型,Hd为0.830,π为0.04806。联合ITS与cpDNA序列后共有451处多态位点,包含185bp的插入或缺失,共产生13个单倍型,Hd为0.830,π为0.02516。马鞭草属物种间遗传分化系数Gst=0.8682,基因流Nm=0.04;分子差异分析(AMOVA)显示,有43.499的差异存在于种间占总体的84.32%,8.089的差异存在于种内居群间占总体的15.68%,而居群内没有差异,马鞭草属内差异主要来自种间(Fst=1.00000)。ITS和cpDNA间隔区的研究结果都显示,狭叶马鞭草与柳叶马鞭草具有较近的亲缘关系,聚为具有高支持率的一支,然后与马鞭草聚为一大支,且支持率相对较高,最后与美女樱和细叶美女樱聚在一起。2.基于ISSR分子标记的狭叶马鞭草遗传多样性分析用筛选出的12个引物对230个个体进行扩增。结果显示,。在物种水平上,狭叶马鞭草的多样性指数(PPB=65.22%,I=0.145,He=0.077,Ne=1.095)高于柳叶马鞭草的(PPB=50%,I=0.278,He=0.186,Ne=1.165)。在居群水平上,狭叶马鞭草居群的遗传分化较高(Gst=0.446,Nm=0.621),其中PYX居群的多态性最高(PPB=49.28%,I=0.284,He=0.194,Ne=1.334)。柳叶马鞭草居群中,AXLM居群的遗传多样性最高(PPB=37.68%,I=0.188,He=0.124,Ne=1.205)。AMOVA分析显示狭叶马鞭草与柳叶马鞭草居群的差异主要来自种间(76.32%),狭叶马鞭草居群的差异主要来自组间(47.55%)。狭叶马鞭草的遗传分化系数(GST=0.446,Nm=0.621)要高于柳叶马鞭草的(Gst=0.197,Nm=2.034),并且狭叶马鞭草明显分化为两组。其中一组由江西向塘(XT)、浙江(ZTL)和广东(GDL)组成(Gst=0.226,Nm=1.712),另一组由江西鄱阳、九江等地的居群组成(Gst=0.305,Nm=1.138),组间缺少基因交流,而组内居群间基因交流明显。UPGMA聚类分析中14个居群按照物种分为两个大的分支,为狭叶马鞭草与柳叶马鞭草。狭叶马鞭草居群内,Vsp与XT、GDL、ZTL居群关系较近,而其他居群关系较近,这与前面基于ITS-cpDNA联合序列的分析相一致。利用MVSP软件对ISSR数据进行主成分分析,14个居群分为4个主要区域,柳叶马鞭草主要集中于最右边,狭叶马鞭草主要分布在最左面,柳叶马鞭草中AXLM居群的一部分与狭叶马鞭草中PYX居群的小部分趋于中间位置,这与遗传多样性分析中AXLM居群和PYX居群有较高的遗传多样性相呼应,并同聚类结果一致。Structure分析显示狭叶马鞭草来自两个不同的基因库,Vsp、GDL、XT、ZTL 4个居群来自相同的基因库,另外6个居群(LPX、Pyx、PYX、Wn、JYX、JDX)来自另一个基因库,这与UPGMA聚类结果一致。而柳叶马鞭草来自单独的基因库。ISSR分析显示,狭叶马鞭草和柳叶马鞭草居群水平的遗传多样性较低;柳叶马鞭草居群间遗传分化相对较低,基因交流频繁,而狭叶马鞭草居群间的遗传分化较高,且分化为差异较大的两组。