簕竹属植物分类及分子系统学研究

Bambusa have high economic value, ornamental value and application prospect, but because of the specialty of the growth and development regularity, at present there are big differences in terms of morphological classification. How to use new technology to accurately identify the genetic differences and testing of the genetic relationships seems particularly urgent. In this study, we will compare different candidate DNA barcodes from Bambusa nationwide, study on the distribution, morphological classification and classification based on the DNA Sequence analysis of Bambusa,the Correlation of the morphological and molecular classification will be an analyzed. The main contents of this project include: (1)To investigate the distribution of Bambusa and collect the species; (2) To have a literature review based on the investigation of biological indicators, and complete the morphological classification of Bambusa’s species; (3) To select the best DNA fragments, and anlaysis phylogenetic relationships among those species; (4) To compare the morphological and molecular classification results.All these aim to supply informations for classification research of Bambusa, provide theoretical basis for rational utilization and genetic improvement of bamboo resources.

簕竹属竹种具有较高的经济价值和观赏价值，应用前景广阔，但由于竹类植物的特殊生长发育规律，至今在形态分类方面存在很大的分歧，使该类资源的高效利用带来了不少困难。本研究将在现有形态分类的基础上，采用DNA条形码技术开展竹种亲缘关系鉴别，探讨了竹种间的系统发育关系及种内形态变异的范围，为竹种的鉴定提供分子证据，建立了更为可靠的分类鉴定体系。研究内容包括：（1）调查我国簕竹属竹种的种类、分布，收集、保存典型竹种资源；（2）开展生物学指标调查、测试，完成簕竹属竹种的形态学系统分类；（3）分析、筛选出适合鉴定簕竹属的最佳DNA片段，探讨簕竹属竹种的亲缘关系；（4）对形态分类和分子分类结果比较，进行相关性分析。研究成果将为簕竹属植物的系统分类、资源利用及遗传改良提供科学依据。

花、果等繁殖器官是植物进行形态分类界定的重要指标，但由于竹子具有特殊的生长发育规律，难以依据繁殖器官进行竹种的形态分类，营养器官成为竹子进行形态分类的主要参考依据，而营养器官很容易受环境影响而发生变化，故易造成分类结果的混乱及部分种归属的争议。簕竹属(Bambusa)原产印度，在我国主要分布于华东、华南及西南部。经济价值和观赏价值较高，应用前景广阔。目前簕竹属在形态分类方面存在很大的分歧。部分竹种归属存在极大的争议。本研究主要以部分簕竹属竹种为研究材料，展开形态指标测定，依据形态指标结果对竹种进行聚类分析，同时采用DNA条形码技术开展竹种亲缘关系鉴别，并将形态分类结果与分子分类结果进行了比较，探讨了竹种间的系统发育关系，为簕竹植物的系统演化途径的研究及分类提供依据，为竹种资源的合理利用和遗传改良提供理论基础。. 项目执行期间，主要前往广东广州、福建华安等地进行野外调查，对所有营养器官及部分生长性状进行测定，并对形态指标进行量化，以189个营养器官形态性状数据对簕竹属74种植物进行了聚类分析，聚类结果与英文版《中国植物志》（FOC）（夏念和等，2007）的属下竹种划分不完全相符。对55种簕竹属竹种的叶绿体基因rbcL、matK、trnH-psbA、rpl16、rpl32-trnL、trnL-trnF、trnS-trnG、psbB-psbF和核基因ITS、ITS2开展了分子系统学研究。基于rpl32-trnL、rpl16、matK、rbcL、trnH-psbA及rpl32-trnL＋rpl16的联合序列数据，用最大简约法和贝叶斯法对55种簕竹属竹种及外类群进行了系统分析，分别构建了MP树和贝叶斯树。筛选序列的扩增成功率、测序成功率及生物信息学分析等结果表明，联合序列rpl32-trnL＋rpl16用于鉴定簕竹属植物效果较好，可为簕竹属竹种分类研究及鉴定提供依据。形态聚类和分子系统学分析结果存在较大差异，两者一致性程度不高。