Page 48 - 《广西植物》2020年第1期
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Ｇｕｉｈａｉａ Ｊａｎ. ２０２０ꎬ ４０(１): ４４－５９
ＤＯＩ: １０.１１９３１/ ｇｕｉｈａｉａ.ｇｘｚｗ２０１９０５０４８
金鑫ꎬ程书ꎬ 杨拓ꎬ 等. 基于 ５ ９９３ 个核基因的被子植物系统发育关系研究 [Ｊ]. 广西植物ꎬ ２０２０ꎬ ４０(１): ４４－５９.
ＪＩＮ Ｘꎬ ＣＨＥＮＧ Ｓꎬ ＹＡＮＧ Ｔꎬ ｅｔ ａｌ. Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｇｉｏｓｐｅｒｍ ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ ｂａｓｅｄ ｏｎ ５ ９９３ ｎｕｃｌｅａｒ ｇｅｎｅｓ [Ｊ]. Ｇｕｉｈａｉａꎬ ２０２０ꎬ ４０(１): ４４－５９.
基于 ５ ９９３ 个核基因的被子植物系统发育关系研究
金 鑫 １ꎬ２ ꎬ程 书 １ꎬ２ ꎬ 杨 拓 ꎬ 余 慷 １ꎬ２ ꎬ 段肖霞 １ꎬ４ ꎬ
３
倪雪梅 １ꎬ４ ꎬ 李世明 １ꎬ２ ꎬ 张耕耘 １ꎬ４∗
( １. 深圳华大生命科学研究院ꎬ 广东 深圳 ５１８０８３ꎻ ２. 深圳市华大农业应用研究院ꎬ 广东 深圳 ５１８１２０ꎻ
３. 国家基因库ꎬ 广东 深圳 ５１８１２０ꎻ ４. 基因组学农业部重点实验室ꎬ 广东 深圳 ５１８０８３ )
摘 要: 系统发育关系的构建对被子植物分类及进化研究非常重要ꎮ 长期以来ꎬ被子植物系统发育的研
究ꎬ大多使用质体基因、线粒体基因或少数保守的单拷贝核基因ꎮ 该研究从已注释基因组或转录组中搜集
８８ 种被子植物(包含 ５８ 目)的核基因集ꎻ通过对其进行同源基因聚类及去旁系同源基因ꎬ获得了 ５ ９９３ 个一
对一的直系同源基因家族(即对于每个基因家族ꎬ每种植物最多一条序列ꎬ最少包含 ５０ 个物种)ꎻ使用截取
各种不同数目基因集的 ＤＮＡ 或氨基酸序列ꎬ采用串联法( ｃｏｎｃａｔｅｎａｔｉｏｎ) 和溯祖法( ｃｏａｌｅｓｃｅｎｃｅ)ꎬ共构建了
２０ 棵进化树ꎮ 比较这些进化树ꎬ虽然大部分结果支持 ＡＰＧ ＩＶ 中描述的被子植物主要支系之间的关系[(真
双子叶植物ꎬ单子叶植物)ꎬ木兰类植物]ꎬ但真双子叶植物内部各目分支的演化关系与 ＡＰＧ ＩＶ 有一个很大
的不同ꎬ即认为檀香目和石竹目是蔷薇类植物的姊妹群ꎮ 基于这些进化树ꎬ估算了被子植物各目分支的分
化时间ꎬ结果表明被子植物的起源时间为 ２３７.７８ 百万年前(９５％置信区间为 ２０２.６ ~ ２７８.０８)ꎬ与主流观点认
为的 ２２５ 百万年至 ２４０ 百万年前一致ꎮ 以上结果为构建进化树提供了一种可行性策略ꎬ这种方法允许使用
基因数目更多而计算速度更快ꎮ
关键词: 系统发育关系ꎬ 被子植物ꎬ 核基因ꎬ 同源基因聚类ꎬ 串联法ꎬ 溯祖法ꎬ 分化时间
中图分类号: Ｑ９４９.４ 文献标识码: Ａ
文章编号: １０００￣３１４２(２０２０)０１￣００４４￣１６ 开放科学(资源服务)标识码(ＯＳＩＤ):
Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ａｎｇｉｏｓｐｅｒｍ ｐｈｙｌｏｇｅｎｙ
ｂａｓｅｄ ｏｎ ５ ９９３ ｎｕｃｌｅａｒ ｇｅｎｅｓ
１ꎬ２ １ꎬ２ ３ １ꎬ２ １ꎬ４
ＪＩＮ Ｘｉｎ ꎬ ＣＨＥＮＧ Ｓｈｕ ꎬ ＹＡＮＧ Ｔｕｏ ꎬ ＹＵ Ｋａｎｇ ꎬ ＤＵＡＮ Ｘｉａｏｘｉａ ꎬ
１ꎬ４ １ꎬ２ １ꎬ４∗
ＮＩ Ｘｕｅｍｅｉ ꎬ ＬＩ Ｓｈｉｍｉｎｇ ꎬ ＺＨＡＮＧ Ｇｅｎｇｙｕｎ
( １. ＢＧＩ－Ｓｈｅｎｚｈｅｎꎬ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５１８０８３ꎬ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ２. ＢＧＩ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅꎬ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５１８１２０ꎬ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇꎬ Ｃｈｉｎａꎻ
３. Ｃｈｉｎａ Ｎａｔｉｏｎａｌ ＧｅｎｅＢａｎｋꎬ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５１８１２０ꎬ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇꎬ Ｃｈｉｎａꎻ ４. Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｇｅｎｏｍｉｃｓꎬ
Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅꎬ ＢＧＩ－Ｓｈｅｎｚｈｅｎꎬ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５１８０８３ꎬ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇꎬ Ｃｈｉｎａ )
收稿日期: ２０１９－１０－２５
基金项目: 国家科技支撑计划(２０１５ＢＡＤ０２Ｂ０１－７)ꎻ 广东省农作物核心资源开发应用企业重点实验室(２０１１Ａ０９１００００４７)ꎻ 深圳
市科技计划项 目 ( ＪＣＹＪ２０１５０８３１２０１１２３２８７)ꎻ 深 圳 作 物 分 子 设 计 聚 合 育 种 工 程 实 验 室 提 升 项 目 ( 深 发 改 [ ２０１５] ９４６ 号)
[Ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ ｂｙ Ｋｅｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｒ ＆ Ｄ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｃｈｉｎａ (２０１５ＢＡＤ０２Ｂ０１－７)ꎻ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｃｒｏｐ Ｃｏｒｅ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ｏｆ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ (２０１１Ａ０９１００００４７)ꎻ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｒｏｇｒａｍ ｏｆ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ (ＪＣＹＪ２０１５０８３１２０１１２３２８７)ꎻ
Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ Ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ Ｂｒｅｅｄｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ([２０１５]９４６)]ꎮ
作者简介: 金鑫(１９８７－)ꎬ男ꎬ湖北潜江人ꎬ硕士研究生ꎬ研究方向为作物遗传育种与生物信息学ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｊｉｎｘｉｎ１＠ ｇｅｎｏｍｉｃｓ.ｃｎꎮ
∗
通信作者: 张耕耘ꎬ博士ꎬ研究员ꎬ研究方向为基因组学与植物育种ꎬ(Ｅ￣ｍａｉｌ)ｚｈａｎｇｇｅｎｇｙｕｎ＠ ｇｅｎｏｍｉｃｓ.ｃｎꎮ
