广义马铃苣苔属的种子微形态及DNA条形码研究

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苦苣苔科(Gesneriaceae)是一个世界性分布的较大的科,主要分布于热带及亚热带地区,是世界著名的观赏花卉。广义马铃苣苔属(Oreocharis s.l.)主要分布于东南亚及中国南部石灰岩山地,共有约108种13变种,中国有约106种13变种,中国是该属植物的多样性中心。广义马铃苣苔属植物种类繁多,形态变异多样,导致属下等级划分混乱和种类鉴定困难。此外,虽然越来越多的学者利用ITS,trnL-F等核基因和叶绿体片段建立系统发育树以探讨该属的系统发育关系,但目前仍未得出理想的结论。本文以广义马铃苣苔属种子微形态研究和DNA条形码研究为主,初步探讨了广义马铃苣苔属的分类学问题。  种子微形态研究利用了光学显微镜(Light Microscope,LM)和电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)对中国及周边地区广义马铃苣苔属(Oreocharis s.1.)51种75个个体的种子形态和表皮纹饰进行了观察。结果显示,广义马铃苣苔属种子在种子形态、种皮形状、种皮纹饰及种子大小表现出了一定的多样性,具有一定的分类学意义。第一,来自不同居群和产地的同一物种在种子形态及种皮纹饰方面具有一定的稳定性;第二,在近缘种及亚种水平上,种子形态一致性较高,可作为近缘种识别的重要依据;第三,形态相似的种其种皮纹饰上存在一定的差异,可作为区别他们的诊断特征之一;第四,种子形态在地理分布上存在一定的规律性,但规律性不强。  DNA条形码研究选择了4个DNA条形码候选片段(rbcL、matK、trnL-F、ITS)对中国广义马铃苣苔属植物38种,共124个个体进行了分析。结果显示:四个候选片段中,ITS的扩增成功率高于其他三个叶绿体片段;测序成功率方面,最差的是trnL-F,仅为67%,其余三个片段均在90%以上;物种鉴别率方面,叶绿体基因rbcL、matK和trnL-F种内和种间变异小,单片段及其组合对广义马铃苣苔属植物的鉴别能力有限,而ITS种内和种间变异大,单片段及其组合在本研究中物种正确鉴定率均较高,达到92%左右,可考虑作为广义马铃苣苔属的DNA条形码候选片段。
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