台灣胡麻花及其近緣種之地理親緣及花色相關基因 CHS 及 CHI 遺傳多樣性研究(1/3)
5
0
0
全文
(2) 摘要: 胡麻花為百合科植物的一屬，台 灣產特有種一，即台灣胡麻花，主要 分布於本島中、北部海拔 500-2,500 公 尺山區，其大型白色或淡粉紅的花部 有別於近緣分布於琉球群島具白花的. assets/documents/helobu.pdf)， 本屬大 部分的種類分布於東亞, 如雲南[H. yunnanensis (W.W.Sm. & Jeffrey) N. Tanaka], 西藏 [H. thibetica (Franch.) N. Tanaka], 及東亞島弧 (Tanaka. H. leucantha 及具小型花的 H.. 1997a)。 種間的花部形態變異頗大,. kawanoi，更有別於較遠緣具紫色花的. 如具總狀花序的 H. leucantha, 以及與. H. orientalis 及粉紅花的 H. bullata; 近. 其近緣具繖型花序的台灣胡麻花 [H.. 緣並呈現異域分布的台灣及琉球胡麻. umbellata (Baker) N. Tanaka] (Tanaka. 花植物提供了研究親緣地理及基因複 製所造成種內遺傳多樣性研究極佳的 素材，親緣地理的研究藉由 nested clade analysis 釐清造成現今遺傳歧異. 1997b)， 花色亦為多變，台灣胡麻花 具白色至淡紫色花，H. leucantha 為白 色花，而 H. orientalis 具紫色花以及. 度空間 及地理分布的演化因子, 進一. H. bullata 具粉紅花，形態多樣的胡麻. 步提供了測驗功能性基因天擇假說的. 花提供了研究調控花色基因分子演化. 背景資料。利用葉綠體 DNA 結果顯示. 絕佳的素材。. 台灣以及日本物種可能為近代分化， 所以並沒有造成兩地物種在在分子上 有明顯區隔，而且族群間分化程度相. 分布於台灣的種類為特有的 台灣胡麻花[H. umbellata (Baker) N. Tanaka]，因具特殊繖型花序而得名，. 當低。 有別於大多同屬物種的總狀花序；台 關鍵字：百合科、親緣地理、葉綠體. 灣胡麻花主要分布於台灣中、北部海 拔 500-2,500 公尺的山區( Flora of. 一. 前言: 胡麻花(Helonias L.)為百合科植物. Taiwan Editorial Committee, 1993)，系 統親緣上與分布於琉球島弧的 H.. 的一屬，全球共有九種 (Tanaka 1998),. leucantha 及 H. kawanoi 最為近緣，外. 其中分布於北美的 H. bullata L.不但是. 部形態上台灣胡麻花大型白色或淡粉. 瀕危的自然資源更是重要的球莖花卉. 紅的花部足以區別具白花的 H.. (http://georgiawildlife.dnr.state.ga.us/. leucantha 及具小型花的 H. kawanoi，.
(3) 近緣並呈現異域分布的台灣及琉球胡. Huang et al. 2002; Lin et al. 2003)。. 麻花植物提供了研究親緣地理及基因. 二. 結果與討論： 目前以取得台灣族群（太平山，. 複製所造成種內遺傳多樣性研究的理 想材料。 分子遺傳的標記 (marker) 不但 可顯現族群內及族群間遺傳的變異程. 陽明山與思遠啞口）以及少數日本族 群樣本，並完成 DNA 萃取的工作。 所擴增出出來的葉綠體 DNA atpB-rbcL noncoding 區域序列長度為. 度，更在其支系中 (lineage) 保存了許. 941 個鹼基對，共有 39 個變異位置. 多演化的訊息，其中尤以多為母系遺. (4.14%)，其中有 17 個變異(1.81%). 傳的胞器 DNA 最具代表性，在植物. 具有親緣系統訊息。. 中葉綠體及粒線體 DNA，因為單系遺 傳，缺乏遺傳重組，可以用來顯現種 子傳播的歷史。在過往，大部份的學 者，都認為胞器 DNA 因其保守的特. section Dantia 其葉綠體 DNA atpB-rbcL noncoding 區域序列的核苷 酸平均組成為：腺嘌呤(A: adenine)佔 35.5%，胸腺嘧啶(T: thymine)佔. 性（不論在基因位置排列上或分子序. 33.9%，鳥糞嘌呤(G: guanine)佔. 列上） ，僅適合高階的系統分類探討(Li. 14.6%，胞嘧啶(C: cytosine)佔 15,9%；. 1997)，但是，近來愈來愈多的研究發. 顯示此段序列是以 A、T 為主要組成. 現近緣種間或種內的遺傳高度變異. (AT-rich)，佔所有鹼基組成約 69.4%。. (Whittmore & Schaal 1991; McCauley 1994; Le Corre et al. 1997; Forcioli et al. MEGA 軟體也同時比較各序列間鹼基 對替換(transition)及鹼基對顛換 (transversion)發生的比值，結果顯示此. 1998; King & Ferris 1998; Lu et al.. 片段 transition / transversion 的平均值. 2001; Huang et al. 2001; Chiang et al.. 為 1，此值大於期望值 0.5 (cf. Li. 2003) ，尤其在 noncoding spacer，如. 1997)，顯示此段基因仍在持續演化. cpDNA atpB-rbcL, trnL-trnF 及 mt. 中。. DNA rITS 等，依據胞器 DNA 所推論 的基因樹 (gene genealogy) 因而被用. 利用 DnaSP 程式進行各族群之核. 於重建族群間的地理親緣 (Petit et al.. 苷酸歧異度(nucleotide diversity, π)的. 1997; Dumolin-Lapegue et al. 1997;. 計算。該節核苷酸歧異度(π)為介於 0.00584-0.00874，其中思遠族群具有.
(4) 最高遺傳歧異度，太平山族群則為最 低。. Cambridge. Chao S, Sederoff R, Levings CSIII. 依據該片段變異共訂出 14 個單 型(haplotype)，其中思遠族群共具有 9. (1984) Nucleotide sequence and. 個單型，太平山族群則具有 4 個單型。. evolution of the 18S ribosomal. 陽明山族群則具有 4 個單型。. RNA gene in maize mitochondria.. 最小遺傳重組事件(minimum recombination events; Rm)為 1 次，對. Nucleic Acids Research 12: 6629-6644.. 所有物種進行中性測驗(neutrality test) ，結果顯示大部分族群 Tajima’s D. Chiang TY (2000) Lineage sorting. 不顯著的小於 0 (P >0.01)，Tajima’s D. accounting for the disassociation. 無顯著的小於 0 指出此基因片段符合. between chloroplast and. 中性選汰，其中只有太平山族群顯著 偏離中性選汰，可能該族群可能受到 族群擴張之影響。. mictochondrial lineages in oaks of southern France. Genome 43: 1090-1094.. 利用 MEGA 進行樹狀圖之構築， 結果顯示不論台灣或日本物種皆群聚 在一起，因此並不支持台灣以及日本. Chiang TY, Chiang YC, Chen YJ, Chou CH, Havanond S, Hong TN, Huang S (2001) Phylogeography. 的物種為單一起源。樹狀圖包含兩個 主要支系其中一個支系包含太平山以. of Kandelia candel in East Asiatic. 及思遠啞口族群，另一支系則包含台. mangroves based on nucleotide. 灣以日本所有族群，顯示所以不論是. variation of chloroplast and. 台灣或是日本族群並沒有各自分化，. mitochondrial DNAs. Molecular. 這樣的結果可能與冰河的擴張有所關 連。. Ecology 2001, 10: 2697-2710. Flora of Taiwan Editorial Committee. 三. 參考資料. (2001) Flora of Taiwan, Second. Avise JC (2000) Phylogeography: the. Edition. Editional Committee of. history and formation of species.. Taiwan, Second Edition. Taipei.. Harvard University Press,. Taiwan..
(5) Futuyma DJ (1998) Evolutionary. taxonomic studies on Helonias,. Biology. 3rd end. Sinauer,. Ypsilandra and Heloniopsis II.. Sunderland.. Evolution and geographical. Lin CC (1966). An outline of Taiwan's Quaternary geohistory with a special discussion of the relation. distribution. Journal of Japanese Botany 72: 329-336. Tanaka N (1998) Phylogenetic and. between natural history and cultural. taxonomic studies on Helonias,. history in Taiwan. Bulletin of. Ypsilandra and Heloniopsis III.. Department of Archaeology and. Taxonomic revision. Journal of. Anthropology 23: 7-44.. Japanese Botany 73: 102-115.. Lin TP, Chuang WJ, Huang SS, Hwang SY (2003) Evidence for the existence of some dissociation in an otherwise strong linkage disequilibrium between mitochondrial and chloroplastic genomes in Cyclobalanopsis glauca. Molecular Ecology 10: 2661-2668. Tanaka N (1997a) Phylogenetic and taxonomic studies on Helonias, Ypsilandra and Heloniopsis I. Comparison of character states (1). Journal of Japanese Botany 72: 221-228. Tanaka N (1997b) Phylogenetic and.
(6)
相關文件
