基于matK序列探讨蔷薇科李亚科的系统发育关系

王小国

摘要：为探讨蔷薇科（Rosaceae）李亚科（Maloideae）的系统发育关系，运用PAUP软件对GeneBank中李亚科27种植物的matK序列进行了系统发育树的构建，结果表明：桃属（AmygdMus L）植物聚为一类，桃、新疆桃、光核桃和山桃为一进化枝，获得69%的置信支持率；梅、杏和山杏聚为一类，获得6%的置信支持率；臀果木、桂樱、稠李和臭樱聚为一类，获得83%的较高置信支持率。此外，桃属在核果类系统学分类中地位较高，杏梅次之，稠李属、臭樱属和桂樱等属的系统学地位较低。

关键词：李亚科；matK序列；系统发育树；构建

蔷薇科（Rosaeeae）分为4个亚科，分别为蔷薇亚科（Rosoideae）、绣线菊亚科（Spiraeoideae）、苹果亚科（Maloideae）和李亚科（Prtmoideae）。其中，李亚科中许多植物是著名的核果类水果，如桃、李、梅、杏等，关于核果类植物的分类，一直以来存在着分歧。一种是“大属”分类法，大多国外学者将所有核果类合并为李属Prunus L，而在属以下分为若干个组或亚属（Lee，2001；G.Bentham和J.D.Hooker）；另一种是“小属”分类法，有学者（LKomarov和C.Sokolov）将核果类分为7个属；《中国植物志》中将李亚科分为9个属，关于核果类分类，已有研究者从形态、花粉及ITS序列M等方面进行了探讨，但各属间的亲缘关系和系统发育关系仍未得到很好解决。

随着分子系统学的发展，叶绿体基因组（Choloroplast DNA，cpDNA）序列在系统发育研究中得到了越来越广泛的应用。本研究通过从GenBank中下载的李亚科27种植物cpDNA的matK（maturase K，编码参与RNA转录本中II型内含子剪切的成熟酶）基因序列，以蔷薇科绣线菊（Spiraea salicifolia）、苹果（Malus pumila）和野蔷薇（Rosa multiflora）为外类群，运用PAUP软件对其进行了系统发育树的构建，以期为李亚科各属间的系统发育关系研究提供参考。

1.材料与方法

1.1序列片段的来源

从GenBank中下载蔷薇科李亚科27种植物的matK序列及Spiraea salicifolia、Malus pumila和Rosa muhiflora的序列，序列信息如表1所示。

1.2序列比对和系统发育树的构建

利用ClustalX2.1对marK序列片段进行比对，删除冗余序列后，采用DnaSP软件计算核苷酸多态性P1和单倍型多样性Hd。通过PAUP（version4.0b10）软件构建最大简约（Maximum parsimony，MP）树，空位（gap）作缺失处理，采用启发式（heunristic）搜索，Bootstrap检验分支可信度，1000次重复，Treeview中观察、输出结果（见表1）。

2.结果与分析

2.1序列多态性分析结果

30种植物的matK序列删除冗长序列后，共有610个位点参加比对，空位和缺失位点56个，多态性位点374个，简约信息位点336个，序列G+C含量33.8%，单倍型多态性Hd为0.956，核苷酸多态性Pi为0.209。

2.2基于marK序列构建的最大简约树

PAUP软件构建的MP树如图1所示。从所构建的MP树来看，桃属聚为1类，桃、新疆桃、光核桃和山桃为一进化枝，获得69%的置信支持率；梅、杏和山杏聚为1类，获得60%的置信支持率；臀果木、桂樱、稠李和臭樱聚为1类，获得83%的较高Bootstrap支持率。

3.讨论

3.1关于梅和杏的亲缘关系

本研究中，梅、杏和山杏聚为1类，获得60%的置信支持率，表明梅和杏的亲缘关系较近，而与其它属较远。这和李晓颖（2012）等人对EST同源序列和刘艳玲（2007）、王化坤（2010）等人对ITS序列的分析结果一致。从外观形态来看，二者很相似，主要区别点在于梅的1年生枝为绿色，而杏的1年生枝呈灰褐色至红褐色。

3.2李亚科属间的系统发育关系

俞德浚（1986）认为桃属在核果类中发展到较高级阶段，杏属、李属次之，樱属又次之，而稠李属和桂樱属仍停留在比较原始阶段。王化坤等（2010）通过ITS序列分析，结合前人形态学、孢粉学、同工酶和分子标记等研究结果，推测核果类果树系统发育关系为单系群，樱桃较其它核果类果树原始，李次之，梅起源于杏，李、梅、杏有较近的亲缘关系，桃最进化。从本文rbcL序列分析结果来看，也认为桃属在核果类系统学分类中地位较高，杏梅次之，稠李属、臭樱属和桂樱属等的系统学地位较低。这和上述学者的研究结果一致。