中文摘要
红树植物一直是生态学和进化植物学以及众多相关学科研究中的一个典型类群。由于生长在特殊的海滩环境,大部分红树具有胎萌、气根、支柱根、耐盐或抗盐等适应特征。对大多数红树植物(尤其是真红树类群)所具有的趋同特征的起源与进化进行深入研究,必须有效地利用来自更多分类群及更多分子证据的信息,同时也需要引入超树技术这一新的系统发育分析方法论工具。本研究以世界红树植物及其相关类群的核糖体、线粒体和叶绿体三个基因组的序列作为分子指标,整合自行测定的和基于生物信息学分析获得的序列,结合已有的形态学研究结果,应用多种超树技术,构建红树植物系统发育关系及进化式样;应用最大似然方法,检验红树植物超树中分子进化速率的异质性,探讨红树胎萌等趋同特征与分子水平适应性进化的相关性;针对趋同进化研究中的疑难问题,发展新的统计模型和计算程序,为今后开展"生命之树"研究提供一个有效的分析技术平台。
结题摘要
红树植物是生态学与进化植物学及相关学科研究中的一个典型类群。该类植物生长在特殊的海滩环境,大部分具有胎萌、气根、支柱根、耐盐或泌盐等适应性特征,许多物种亦采用C3光合作用途径。本研究以世界红树植物及相关类群的核糖体、线粒体和叶绿体三个基因组的序列作为分子指标,整合自行测定的和基于生物信息学分析获得的序列,结合已有的形态学研究结果,应用超矩阵技术重建了红树植物的系统发育关系。在此基础上,应用最大似然方法,检验了红树植物超树中分子进化速率的异质性,探讨了红树胎萌等趋同特征与分子水平适应性进化的相关性。本研究还开发了一个整合植物基因组信息系统(PlantQTL-GE),发展了新的C3植物光合作用代谢动态流量平衡模型(M-DFBA)并进行了计算机模拟与系统生物学分析,发现C3植物在环境变化条件下光合作用不同通路之间显示出更高程度的协同效应,为揭示植物趋同进化机制提供了新的定量分析工具。共发表SCI核心刊物收录论文5篇,主要论文发表于PNAS和Nucleic Acids Research等刊物。
