(一) 序列排序和 indel 的處理
本研究對冷水麻屬植物的分子序列進行排序時發現本屬植物無論在 ITS 或 trnL-F 的基因片段中,分子序列都凿含許多大片段(長度可達約 60 個鹼基對或 更多)的 indel,且由初步的序列資料比較,這些 indel 多是具有意義的,常可以 代表一個支序的共衍徵(synapomorphy)。但這些大片段的 indel 中的序列往往 又還有變異甚至是較小片段的 indel,這讓序列排序的工作變得非常困難而且可 能會造成誤差,故本研究將大於 10 個鹼基對的 indel 刪除,雖然可能減低了某 些支序的支持度。在序列排序時也發現有些區域難以合理的排序,為了避免造 成誤差,也予以刪除。另外,小於 10 個鹼基對的 indel 則處理為一次事件。
(二) 葉綠體基因 trnL-F 片段
trnL-F 片段定序後得到的長度共 857-1123 個鹼基對,函入從 NCBI 資料庫 下載的序列資料,經過排序和手動調整並處理 indel 後的長度共有 695 個鹼基 對,共 178 個變異位點,凿含 142 個具簡約法資訊(parsimony-informative)的 位點。
利用軟體 MEGA 4 以鄰位連接法重建冷水麻屬的親緣關係樹(圖十四),根 據 Monro (2006)和 Hadiah et al. (2008),選定 Procris frutescens、Pr. insularis 和 Elatostema repens (=Pellionia repens) 作 為 第 一 外 群 , Lecanthus
peduncularis 作為第二外群。結果顯示除了 Pilea japonica 外的冷水麻屬植物 呈現一個支持度頗高(bootstrap 值為 97)的單系群,位於此單系群最基部位置的 分類群為 P. tetraphylla;它的姐妹群又被分為兩個支持度高(bootstrap 值皆為 99)的支序:clade 1 和 clade 2,對應到 Monro (2006)所指的兩個主要的支序。
而 P. japonica 與外群 Lecanthus peduncularis 關係較為接近。
(三) 核基因 ITS 片段
ITS 片段定序後得到的長度共 609-693 個鹼基對,函入 NCBI 資料庫的序 列資料,經過排序和手動調整並處理 indel 後的長度有 486 個鹼基對,共 279 個變異位點,凿含 194 個具簡約法資訊的位點。
利用軟體 MEGA 4 以鄰位連接法重建冷水麻屬的親緣關係樹(圖十五),選 定 L. peduncularis 作為外群,結果顯示基本上樹形與利用 trnL-F 建構的親緣關 係樹大致相同,顯示 P. japonica 的親緣關係與 L. peduncularis 較為接近;其 餘的分類群形成一個支持度高(bootstrap 值為 99)的單系群。同樣的,clade 1 和 clade 2 可以對應到 Monro (2006)所指的兩個支序。
(四) 合併 trnL-F 片段與 ITS 片段
由於使用葉綠體 trnL-F 片段和核基因 ITS 片段所建構的親緣關係樹樹形 (topology)和各分支、節點的支持度,結果並無明顯不同,為了得到更多有用的 資訊,本研究將兩片段合併後進行分析。合併後的結果顯示樹形與使單獨使用 葉綠體 trnL-F 片段和核基因 ITS 片段所得到的結果相似(圖十六),同樣的,除 了 P. japonica 外,冷水麻屬的其餘分類群形成一個支持度很高(bootstrap 值為
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圖十四、冷水麻屬植物利用葉綠體基因 trnL-F 片段使用鄰位連接法(NJ)所建立的 親緣關係樹。節點數字表示 bootstrap 值;物種學名前的數字表示採集號,未標 示數字表示該筆資料下載自 NCBI 資料庫;黑色實心三角形表示同一分類群,物 種學名後括號內表示樣本數。
P. melastomoides (5)
P. pumila (3)
P. angulata (6)
P. rotundinucula (8) & P. somae (5)
P. aquarum ssp. brevicornuta (4)
clade 1 clade 2
1-1
1-2
圖十五 A、冷水麻屬植物利用核基因 ITS 片段使用鄰位連接法(NJ)所建立的親緣關係 樹。節點數字表示 bootstrap 值;物種學名前的數字表示採集號,未標示數字表示該
圖十五 B
P. rotundinucula (8) & P. somae (5)
P. angulata (8) clade 1
clade 2
1-1
1-2
圖十五 B、冷水麻屬植物利用核基因 ITS 片段使用鄰位連接法(NJ)所建立的親緣關係 樹。節點數字表示 bootstrap 值;物種學名前的數字表示採集號,未標示數字表示該 筆資料下載自 NCBI 資料庫;黑色實心三角形表示同一分類群,物種學名後括號內表 式樣本數。
圖十五 A
P. melastomoides (9)
圖十六、合併葉綠體基因 trnL-F 片段和核基因 ITS 片段使用鄰位連接法(NJ)所建立的 親緣關係樹。節點數字表示 bootstrap 值;物種學名前的數字表示採集號,未標示數 字表示該筆資料下載自 NCBI 資料庫;黑色實心三角形表示同一分類群,物種學名後
clade 1 clade 2
P. angulata (6)
P. melastomoides (4) P. rotundinucula (8) & P. somae (4)
1-1
1-2 Achudemia
Lecanthoides Pilea
Urticella Tetrameris
陳家瑞的屬下分類系統 (組)
地理區
Africa Asia Neotropical