菜豆属和豇豆属栽培种ITS序列克隆与亲缘关系分析

【摘要】：本研究在对菜豆属和豇豆属18个栽培种核 rDNA 的 ITS 序列克隆测序的基础上,以刀豆为外类群,用 MEGA 4.0软件对18个栽培种及其近缘种进行聚类分析。ITS 序列分析发现: 豇豆属栽培的 ITS 序列的长度变化范围在556～622bp,相差66 bp,长度变异为10.6%。ITS1 序列的变异范围在187～241 bp 之间,ITS2序列的变异范围在205～221bp,有的物种 ITS1比 ITS2 长,有的物种 ITS1比 ITS2短,但5.8 S 序列长度完全一致,高度保守,为163bp。GC 含量在47.3%～59.3%,变化范围较大。菜豆属栽培种 ITS 序列较豇豆属长,变化范围在 647～695bp,长度变异相对较小,相差48个碱基,并且所有参试品种 ITS-1比 ITS-2要长。所有类群的5.8S,序列长度完全一致,高度保守,为168bp。菜豆属内 G+C 含量 ITS-1区高于 ITS-2区,分别为60.7%和57.9%,G+C 含量比豇豆属明显较高。豇豆属与菜豆属栽培种 ITS 区序列变异基本上以转换形式为主,转换/颠换比例高达13.0,转换率为71.09%,具有系统发育意义的信息位点主要分布在 ITS-1区。分别以 ITS-1,ITS-2和 ITS 含5.8S 序列构建系统树,其系统树结构大致相同。聚类分析结果表明:(1)绿豆、赤豆、赤小豆和黑吉豆在系统树上聚为一类,自展支持率达100%。其中,绿豆和黑吉利亲缘关系较近,赤豆利赤小豆亲关系较近,并且这四类与其他豇豆属物种形成明确的分支,虽与豇豆、长豇豆、短豇豆及美国无架豆聚为一类,但遗传距离达0.15,亲缘关系较远。(2)利马豆虽与菜豆、红花菜豆、白花菜豆、油豆角等聚为一类,同属菜豆属,但亲缘关系较远。克隆测序序列反映的系统发育关系与形态学、地理分布、细胞学、分子标记分析结果基本一致,采用克隆测序的方法对菜豆属与豇豆属栽培种系统发育分析比其他方法更为可靠。