被子植物系統(tǒng)發(fā)育

被子植物系統(tǒng)發(fā)育第1頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四一、前言背景二、材料與方法三、結(jié)果四、討論第2頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四一、前言背景Premiseofthestudy:Recentanalysesemployinguptofivegeneshaveprovidednumerousinsightsintoangiospermphylogeny,butmanyrelationshipshaveremainedunresolvedorpoorlysupported.Inthehopeofimprovingourunderstandingofangiospermphylogeny,weexpandedsamplingoftaxaandgenesbeyondpreviousanalyses.Soltisetal.,1999,2000——the567-taxon,three-gene(rbcL,atpB,and18SrDNA)

第3頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四Hiluetal.(2003)——conductedabroadanalysisofangiospermsbasedonmatKsequences,withresultsthatagreedcloselywiththethree-genetopologyDaviesetal.(2004)——constructedasupertreeforangiosperms.Soltisetal.(2007)——undertookaBayesiananalysisofthe567-taxon,three-genedatasetandobtainedatopologynearlyidenticaltothatobtainedwithparsimony.Belletal.(2010)——usedaBayesianrelaxedclockmodeltoanalyzethissamethree-genedatasetandfoundresultssimilartoSoltisetal.(2007).第4頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四Burleighetal.(2009)——usedfivegenesforthesame567taxaanalyzedinSoltisetal.Thefive-genematrixhadsignificantlymoremissingdata(27.5%)thanthethree-genematrix(2.9%),butthefive-geneanalysisresultedinhigherlevelsofbootstrapsupportacrossthetree.第5頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四Thevalueofconstructingdatasetsofmanygenesemployednearlycompleteplastidgenomesequencedata(e.g.,Leebens-Macketal.,2005)limitedinsamplingtofewerthan100taxabasedonmanygenesbutfocusedonlyonmajorangiospermcladesThevalue——withverylargeamountsofdata(i.e.,13to83genes),many,ifnotmost,deep-levelquestionsofangiospermphylogenycanberesolved.(e.g.,Sch?nenbergeretal.,2005;Jianetal.,2008;H.Wangetal.,2009;Brockingtonetal.,2010;TankandDonoghue,2010）第6頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四Thegoal:assembleadatasethavingbothbroadtaxonomiccoverageandnumerousgenes.1、Thethree-andfive-geneanalysesof567taxahavebroadtaxonomiccoverage,supportformanyportionsoftheframeworkofangiospermphylogenyislowinthesestudies.2、Conversely,studiesemployingcompleteplastidgenomesequenceshavedeepgenecoverageandstronginternalsupport,buttaxonomiccoverageisoftensparse.第7頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四Inthistext:1、usinggenesthatrepresentallthreeplantgenomiccompartments：nucleus,plastid,andmitochondrion2、constructinga17-genedatasetfor640speciesrepresenting640genera,330families,and58of59orders(sensuAPGIII,2009)).第8頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四二、材料與方法1、DNAsamplesextracted:fromeitherfreshorsilica-driedmaterialfollowingthegeneralmethodofDoyleandDoyle(1987)ormodificationsthereofthatemployliquidnitrogenandhigherCTABconcentrations(e.g.,Soltisetal.,1991;Sytsma,1994)第9頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四MultipleSpecies2、UsethesamespeciesandDNAsamples[ManyoftheseDNAsampleshavebeenusedinearlieranalyses(e.g.,Chaseetal.,1993;Soltisetal.,2000).]acrossallofthegenesanalyzedhere,althoughmultiplespeciesweresometimesusedasnecessaryplaceholderstoreducemissingdata.

第10頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四Theoutgroup3、Extantgymnosperms:Cycas,Ginkgo,Gnetum,Metasequoia,Pinus,Podocarpus,Welwitschia,andZamia.第11頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四ConstructedTowDataSetsGiventhepotentialproblemsinherentinphylogenyreconstructionusingmtDNAsequences.ConstructedadatasetwithoutthemtDNAdata,resultinginamatrixof13genes.第12頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四TheselectionoftaxonsamplingWithpoorlyresolvedclades(e.g.,Malpighiales,Saxifragales)targetedfordensertaxonsampling.Avoidedparasiticclades:cancreateanalyticalproblemsduetogeneloss,acceleratedmolecularevolution,andhorizontalgenetransfer.第13頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四The17GenesFromthenucleargenome—18Sand26SrDNA;Fromtheplastidgenome—atpB,matK,ndhF,psbBTNH(fourcontiguousgenesheretreated

asoneregion),rbcL,rpoC2,rps16,andrps4;Fromthemitochondrialgenome—atp1，matR,nad5,andrps3第14頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四The17-genematrixwas25260bpandrepresentallthreeplantgenomesThe13-genematrixwas19846bpandrepresentonlythenucleusandplastid.Thepercentageofmissingdataforthefulldatasetwas41%andforthedatasetwithoutmtDNAdatawas42%.第15頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四AlignmentandphylogeneticanalysesAllsequencedatawerestoredandmanagedin

TOLKIN—awebapplication,distancecollaborationaspartoftheAngiospermTreeofLifeproject,thatallowsuserstoaccessandsharedatainrealtime,aswellasautomaticallygenerateFASTAfilesandlinktootherrelevantinformationandresources.AlignmentsofcombinedsequencesweregeneratedwiththeprogramMAFFTattheDNAlevelusingthel-ins-ialgorithmanddefaultalignmentparameters.第16頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四Adjustmentsweremadebyeyewhentherewereobviousalignmenterrorsduetoparticularlydivergentor“gappy”sequences.第17頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四DataSite:1、Theindividualgeneregionsvariedintheamountofmissingdatapersite:18SrDNA(6%),26SrDNA(15%),atpB(5%),atp1(1%),matK(13%),matR(3%),nad5(4%),ndhF(20%),psbBTNH(19%),rbcL(4%),rpoC2(21%),rps16(26%),rps3(10%),andrps4(50%).2、Individualgeneregionsalsovariedinthenumberoftaxawithdatainthecombinedanalyses:18SrDNA(78%),26SrDNA(57%),atpB(88%),atp1(59%),matK(92%),matR(76%),nad5(59%),ndhF(80%),psbBTNH(54%),rbcL(98%),rpoC2(63%),rps16(35%),rps3(62%),andrps4(58%).第18頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四3、Morethan50%missingdatawereremovedwiththeprogramPhyutilitytoavoidregionsofpotentiallyproblematicambiguousalignmentcausedbysuchbroadsampling.第19頁，共22頁，2023年，2月20日，星期四analyses—RAxMLandMP