《兰州大学》2010年博士论文

发布时间：2016-08-19 17:09

  本文关键词：杨属分子系统发育及三个山杨物种的生物地理学研究，由笔耕文化传播整理发布。

《兰州大学》 2010年

广义柏科的生物地理学研究

毛康珊  

【摘要】： 大陆板块运动是造就现存生物分布格局的主要原因。板块构造运动通过改变各个大陆之间的联系、(改变大气环流和洋流循环进而间接地)改变全球气候等,塑造了各大陆生物的分布格局。广义柏科全球广布并且化石记录丰富,是验证大陆板块构造历史的理想材料。该科刺柏属间断分布于北半球,是研究北半球植物区系演化历史以及验证北半球陆桥迁移扩散学说的理想类群。此外,该属西藏圆柏复合体分布于青藏高原南部和东部,是研究高海拔地区物种谱系地理学和冰期后种群重建历史的最佳对象。 本文从三个不同的分类学等级(即：科、属、种)以及与之分别相应的三个不同时间尺度上,对柏科植物的生物地理学进行研究。第一,测定了柏科所有属、超过80%物种的5套叶绿体片段DNA序列,并通过多种分析方法,重新确立了该科的生物地理学历史和物种分化历史。结果表明该科起源于三叠纪末期并于侏罗纪中期开始分化,到白垩纪早期时所有亚科便已经全部确立：柏科起源于“泛古陆”,并随着该古陆的逐渐破碎、分离,形成现有的分布格局；澳洲柏亚科、狭义柏木亚科目前分别分布于南、北半球,二者大致在白垩纪早期中段(125.88±6.89百万年前)分化开来。本项工作具有广泛的生物地理学意义,古生物或广布类群地理分布格局形成机制等相关研究或将从中受益。第二,测定了刺柏属四分之三物种的9套叶绿体片段DNA序列,并通过多种分析方法,确立了该属的生物地理学历史和物种分化历史。刺柏属可能起源于古地中海植被,并且在始新世晚期、中新世中期和上新世时,自欧亚大陆往北美洲迁移过三次；在渐新世晚期时往非洲迁移一次。该属分化速率在渐新世有所减缓,但是从中新世开始,又大幅加快,产生了该属现存的大部分物种。本项工作为往后(古加利福尼亚-)古地中海植被相关研究提供了一个详尽的范例。第三,测定了青藏高原西藏圆柏复合体(刺柏属圆柏亚属)102个种群、590个个体、3个叶绿体片段DNA序列,并通过多种分析方法,确立了该复合体物种的谱系地理学历史。该复合体的种群间分化大(GST=0.49,NST=0.72),存在明显的谱系地理结构(NSTGST，P0.01),且种群间的基因流较小在检测到的62种单倍型中,40种单倍型为(特定种群)特有单倍型(?)这些特有单倍型以及总体遗传多样性都均匀地分布在青藏高原台面和边缘的种群中,强有力地证明了在最后一次大冰期时该复合体现有分布范围内存在多个微型避难所,而且有些微型避难所存在于3500米海拔以上的区域。本项工作极大的完善了原有的避难所学说,并将引发更多关于高山地区微型避难所的研究。

【关键词】：
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：Q948
【目录】：

目录5-7

中文摘要7-8

英文摘要8-11

第一章 前言11-32

1.1 生物地理学、板块漂移学说和非严格性分子钟方法11-16

1.2 柏科植物的分类学及系统发育关系研究进展16-24

1.3 柏科植物的生物地理学研究进展24-29

1.4 本研究的目的和意义29-32

第二章 柏科的系统发育关系、分化历史和生物地理学32-62

2.1 前言32-33

2.2 材料和方法33-47

2.2.1 材料来源和采集方法33

2.2.2 总DNA提取、目的片段的扩增与测序33-43

2.2.3 重建分子系统发育关系43

2.2.4 非严格性分子钟43-46

2.2.5 重建祖先分布区域46-47

2.3 结果47-48

2.3.1 系统发育关系47

2.3.2 主要分支分化时间47

2.3.3 柏科祖先分布区域演化47-48

2.4 讨论48-62

2.4.1 亚科和族的重新划分48-51

2.4.2 多样化和生物地理学历史51-62

第三章 刺柏属的系统发育关系与生物地理学历史62-88

3.1 前言62-64

3.2 材料和方法64-72

3.2.1 材料收集、总DNA提取、PCR扩增和DNA测序64-66

3.2.2 序列比对、空位编码和系统演化分析66-68

3.2.3 分子钟方法及其采用的化石标记点68-69

3.2.4 计算分化速率69-71

3.2.5 重建生物地理学历史71-72

3.3 结果72-82

3.3.1 系统发育分析72-76

3.3.2 刺柏属极其近缘类群的分化时间76-80

3.3.3 分化速率80-81

3.3.4 重建生物地理学历史81-82

3.4 讨论82-88

3.4.1 刺柏属系统演化关系和物种分化历史82-84

3.4.2 生物地理学历史与祖先分布区域重建84-86

3.4.3 刺柏属起源与曼诸-提斯植被带86-87

3.4.4 结论87-88

第四章 西藏圆柏复合体的分子谱系地理学研究88-104

4.1 前言88-90

4.2 材料和方法90-93

4.2.1 样品材料与DNA序列之采集90-91

4.2.2 检测遗传多样性和谱系地理结构91-92

4.2.3 推断种群动态92-93

4.3 结果93-99

4.3.1 遗传多样性93-98

4.3.2 谱系地理结构98-99

4.3.3 中性检验和种群动态99

4.4 讨论99-104

参考文献104-122

致谢122-125

硕博连读期间发表或完成论文情况125-126

硕博连读期间主要学术经历126-127

An English version of the thesis127-134

Manuscript and publications for the present thesis134-208

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