摘要
苹果属（MalusMill.）是蔷薇科（Rosaceae）扁桃木亚科（Amygdaloideae）核心苹果族（coreMaleae，传统意义上的苹果亚科Maloideae）的重要属之一，全世界范围内约有35个种，中国有22个种。苹果属物种兼具经济、观赏和药用价值，多年来，持续受到国内外众多研究者的重点关注，繁多种类的分类问题使其园林应用及育种受到很大影响。苹果属的分类研究历史长达260余年，传统分类学、细胞学、孢粉学、生化分析、染色体核型分析和分子标记等相继应用在苹果属物种各项研究中，起源复杂的苹果属物种间的系统发育关系始终存在争议。本研究利用叶绿体全基因组数据集及高通量简化基因组数据集分别构建高覆盖度取样的苹果属物种系统发育树，深层解析苹果属物种间的亲缘关系，同时开发了高变的叶绿体DNA分子标记与单拷贝核DNA分子标记，为后续苹果属或近源属的种质资源挖掘和物种界定及海棠品种的起源与鉴定提供了参考依据。主要研究成果如下： 1.利用叶绿体全基因组测序及拼装技术，成功拼装出40条苹果属物种及杂交种的叶绿体基因组，补充了GenBank数据库的空缺。利用DNA修复及高通量测序技术，获得了苹果属物种39个叶绿体基因片段的简化基因组序列和20个单拷贝核基因的简化基因组序列。 2.结合GenBank数据库与自测数据库，共利用91条苹果属及外类群物种的叶绿体基因组数据集分别构建MP、ML、BI三种方法的系统发育树，将苹果属主要物种划分为原始苹果亚属：绿苹果组、佛罗伦萨海棠组、三裂叶海棠组；苹果亚属：滇池海棠组、多胜海棠组、花楸苹果组、山荆子组和苹果组，赞同钱关泽新分类系统中对苹果属进行2亚属的划分。 3.本研究利用新开发的10个高变的叶绿体DNA分子标记CPF05-1（psaI-ycf4）、CPG01-1（psbA-trnK）、CPG32-2（ycf1）、CPG02-1（rps16）、CPG03-1（rps16-trnQ）、CPG06-2（atpH-atpI）、CPG08-1（rpoC1）、CPG09-1（rpoB-trnC）、CPG21-2（petA-psbJ）和CPG32-1（ycf1）联合，重建高覆盖度取样的苹果属系统发育关系，检验了叶绿体基因组学的分析结果。同时发现这10个高变的叶绿体DNA分子标记联合可用于多胜海棠组、滇池海棠组、绿苹果组、佛罗伦萨海棠组和三裂叶海棠组的界定，但亚属等级的划分建议仍以叶绿体基因组学分析结果为准。 4.本研究新开发的3个高变的单拷贝核DNA分子标记E7514-1、E7669-1和E7771-1分辨率远高于叶绿体DNA分子标记。3个高变的单拷贝核DNA分子标记联合分析时，苹果属下的亚属等级分类与叶绿体基组学界定结果基本一致，验证了苹果亚属下应包含苹果组、山荆子组、花楸苹果组和滇池海棠组；原始苹果亚属下应包含多胜海棠组、绿苹果组、佛罗伦萨海棠组和三裂叶海棠组。对于亚属下组的划分与钱关泽传统分类学划分结果完全一致。 5.联合3个高变的单拷贝核DNA分子标记能够界定滇池海棠组的4个种（滇池海棠、沧江海棠、西蜀海棠、河南海棠），苹果组的2个种（森林苹果、新疆野苹果），花楸苹果组的2个种（陇东海棠、变叶海棠），山荆子组的4个种（山荆子、丽江山荆子、三叶海棠、湖北海棠）以及多胜海棠组的2个种（台湾林檎、乔劳斯基海棠），共计5组，14个种的亲缘关系，同时可以对部分海棠品种进行鉴定及起源关系初探。
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