虎耳草科鬼灯擎属的系统发育及生物地理学研究开题报告

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

1.本课题的意义利用叶绿体及核基因序列扩增片段对鬼灯擎属（rodgersia），近缘类群大叶子属（astiloboides）、以及北美西部分布的单种属darmera属进行分子系统发育研究，结合各物种的关键性状演化分析，确定属内各个物种之间的系统发育关系。

再根据各个种的分布区及其相互关系，对鬼灯擎属的起源、迁移、分化等问题进行研究。

2.国内外研究概况鬼灯擎属是美国植物分类学家a. gray 于1858年以rodgersia podophylla为模式而建立的。

2. 研究的基本内容和问题

研究内容：筛选合适的叶绿体及核基因片段对鬼灯擎属（rodgersia，5-6个种），近缘类群大叶子属（astiloboides）、以及北美西部分布的单种属darmera属植物的基因序列进行扩增，测序分析并对比，建立系统树。

分析本属各植物的分布区及分布区之间的关系，对本属的起源、迁移、分化进行推测。

需实现的目标：1.筛选出足以区分本属植物种间关系的叶绿体及核基因片段；2.利用筛选出的片段对鬼灯擎属（rodgersia，关键是r. nepalensis）、近缘类群大叶子属（astiloboides）、以及北美西部分布的单种属darmera属植物的基因序列进行扩增，测序，建立合理可信的系统树；3.结合本属植物形态特征及系统发生关系，推断出本属的起源地、迁移路线及分化中心。

3. 研究的方法与方案

技术路线：提总DNA，选定Marker，扩增、测序即原始数据处理，建立系统树，形态性状、地理分布区分析，起源、迁移、分化的推测实验方案：用CTAB法提取植物材料的总DNA，结合已有相关类群的研究选定Marker，进行特定基因片段的扩增、测序，对所得片段序列进行分析、排序、对比，建立系统发育树；分析鬼灯擎属植物的形态性状，结合地理分布与系统发育关系，对本属的起源、迁移、分化等进行推测。

可行性分析：本课题已经具有鬼灯擎属（Rodgersia）、近缘类群大叶子属（Astiloboides）、以及北美西部分布的单种属Darmera属的所有植物材料，相关操作流程在现有实验平台上可全部完成，数据的分析处理也有相应的软件；虎耳草科鬼灯擎属的相关研究文献、地理分布资料等也可由互联网获得；较欠缺的知识与经验等可向老师与同学请教，因此，从操作性的角度来讲，完全可行。

4. 研究创新点

1.首次完整的研究了鬼灯擎属植物的分子系统学，结合前人对虎耳草科的分子系统学研究，以及对鬼灯擎属植物形态性状的分析，进行鬼灯擎属植物系统发育的推断。

2.筛选Marker时参考虎耳草科相关类群的研究，结合Shaw等在龟兔赛跑四中推荐的信息位点丰富的非编码区叶绿体片段，以期得到较好的分辨率与系统发育分析结果。

5. 研究计划与进展

1.熟悉相关文献，了解鬼灯擎属的研究现状；2.翻阅标本及植物志，深入了解鬼灯擎属植物的形态、习性及地理分布；3.提取鬼灯擎属（Rodgersia）、近缘类群大叶子属（Astiloboides）、以及北美西部分布的单种属Darmera属植物的总DNA；4.查阅相关文献，筛选合适的Marker；5.对选定片段进行扩增、测序及数据处理；6.利用处理后的数据建立系统树，推断本属植物的分子系统学关系；7.分析本属植物的分布区、形态特征，结合系统发生关系，推断出本属的起源地、迁移路线及分化中心。