提灯藓科DNA条形码序列筛选及系统发育分析

DNA条形码技术突破了传统分类学对形态特征齐全的标本和经验的过度依赖，一旦在苔藓植物中应用将发挥重要作用。提灯藓科分布广泛，有足够的属和丰富的种类，易于采集，同时也存在一些经典分类学难以解决的问题，是进行DNA条形码研究的理想材料。本项目拟选取中国分布的8属51种提灯藓科植物为材料，在种级水平上通过密集取样，对7个DNA条形码热点候选序列rbcL、rpoC1、trnH-psbA、rps4、trnL-trnF、atpB-rbcL和ITS2进行综合评价，比较各序列的扩增效率、测序质量、种内和种间遗传距离，确定种间鉴定的阈值；进行DNA barcoding gap分析，评价各序列的鉴定效率，筛选出提灯藓科通用DNA条形码序列。并基于DNA 序列数据进行提灯藓科系统发育分析，揭示该科植物的进化谱系、属和种间演化关系。为苔藓植物分类和系统学研究提供新的方法，为植物通用条形码的确立提供资料。

DNA条形码技术已在生物物种的鉴定上发挥了重要作用。本项目以中国提灯藓科植物为材料，在经典分类研究的基础上，对psbA-trnH、rps4、trnL-trnF、trnG、rpl16、matK和ITS2 7个DNA条形码热点候选序列进行综合评价，筛选出适合于提灯藓科(Mniaceae)物种鉴定的DNA序列，并利用DNA 序列数据对提灯藓科系统发育进行了分析。本项目的主要研究结果如下：1）采集和收集了1000余号提灯藓科植物标本，丰富了该科的标本资源，为今后的研究积累了基础资料。2）发现匐灯藓属（Plagiomnium）一新种（P. guizhouense）和中国立灯藓属(Orthomnion)一新纪录种（O. javense ）；对立灯藓属的吴氏立灯藓（O.wui）和云南立灯藓(O.yunnanense)进行了新的组合处理。排除了P.elimbatum在中国的分布。3）选用了提灯藓科7属40多种植物进行 psbA-trnH、rps4、trnL-trnF、trnG、rpl16、matK和ITS2 7个DNA候选序列的扩增和测序，共获得序列600多条。通过比较各序列的扩增效率、测序成功率、种内和种间遗传距离，以及DNA barcoding gap分析，筛选出rps4、trnG和ITS2三个单条形码序列，以及rps4+ trnG、trnL-trnF+ trnG 和ITS2+trnL-F三个组合条码序列较适用于该科物种鉴定。4）基于rps4、trnL-trnF 和trnG等多个基因及其组合序列对提灯藓科进行了分子系统学研究，结果显示除了匐灯藓属和立灯藓属具有更密切的亲缘关系外，与形态学研究结果具有较好的一致性。本项目为苔藓植物分类和系统学研究提供新的方法，为植物通用条形码的确立提供资料。