植物分子系统学
植物系统发育学的重要分类学方法与进展
植物系统发育学的重要分类学方法与进展植物系统发育学是研究植物物种的起源、演化和分类的学科。
随着科学技术的不断发展，分类学方法也在不断创新和完善。
本文将介绍植物系统发育学的重要分类学方法与进展。
一、形态学分类法形态学分类法是植物系统发育学的传统方法之一，通过对植物的外部形态特征进行观察和比较，来判断植物种类的分类关系。
形态学分类法基于植物的形态特征，如叶片形状、花朵结构等来进行分类。
尽管形态学分类法在一定程度上能够准确地进行分类，但其在处理模糊形态或形态特征相似的物种时存在一定的局限性。
二、系统发育学随着生物学研究的深入，系统发育学成为了植物系统发育学的重要方法之一。
系统发育学基于物种的遗传信息，通过对物种的基因组进行分析，来推断物种的起源和演化关系。
系统发育学主要利用基因序列（如DNA、RNA等）的比较和分析，通过构建系统发育树来展示物种之间的分类关系。
系统发育学方法减少了形态学分类法的主观性，并能够更加准确地判断物种分类的关系。
三、分子系统学分子系统学是近年来发展起来的一种新的分类学方法。
分子系统学主要利用分子生物学技术，通过对物种的基因组进行分析，来推断物种的分类关系。
与系统发育学相似，分子系统学主要利用基因序列的比较和分析，构建系统发育树。
但相较于系统发育学，分子系统学还引入了更多的分子标记，如蛋白质的产物等，来分析物种之间的关系。
分子系统学在物种分类和演化研究中发挥着重要的作用。
四、进化发育生物学进化发育生物学是将植物系统发育学与发育生物学相结合的一种方法。
进化发育生物学研究物种的形态发育和遗传发育之间的关系，通过对物种在进化过程中的发育模式进行研究，来推断物种的演化历史和分类关系。
进化发育生物学综合了形态学、系统发育学和分子系统学等多种方法，使得物种的分类和演化研究更加全面和准确。
总结起来，植物系统发育学的重要分类学方法与进展包括形态学分类法、系统发育学、分子系统学和进化发育生物学。
这些方法在植物分类和演化研究中各有优劣，但无疑都为我们提供了更准确和全面的了解和解释植物物种的分类关系和演化历史的途径。
植物系统学探索植物的系统关系和进化历史
植物系统学探索植物的系统关系和进化历史植物系统学是生物学的一个重要分支，通过研究植物的形态、解剖结构、细胞学和分子遗传学等方面的特征，探索不同植物之间的系统关系以及它们的进化历史。
本文将以植物系统学为主题，介绍该学科的基本概念、方法和应用。
一、植物系统学的基本概念植物系统学是研究植物分类、系统关系和进化历史的科学，旨在理解植物的多样性和亲缘关系。
植物分类学是植物系统学的基础，它研究如何对植物进行分类和命名。
传统的植物分类主要基于形态特征，如叶片形状、花朵结构等，而现代植物系统学则结合了分子生物学等方法，更加精确地划分植物的分类群。
植物系统学的另一个重要概念是系统关系，即研究不同植物之间的亲缘关系。
通过比较植物的形态和遗传信息，可以建立植物的进化树，揭示它们的进化历史和亲缘关系。
二、植物系统学的研究方法植物系统学利用多种方法进行研究，包括形态学、解剖学、细胞学、分子生物学和生物地理学等。
形态学是研究植物形态特征的科学，通过观察和描述植物的外部形态，可以初步判断它们的分类关系。
解剖学研究植物的内部结构和器官之间的关系，通过观察细胞和组织的构成，可以进一步了解植物的分类和进化关系。
细胞学研究植物细胞的结构和功能，通过观察和比较细胞的形态和细胞器的组成，可以揭示植物的进化历史和系统关系。
分子生物学是近年来植物系统学中的重要方法，通过研究植物DNA或RNA的序列，可以揭示植物的亲缘关系和系统进化。
生物地理学研究植物的地理分布情况，通过比较不同地区的植物组成和分布规律，可以推断它们的进化历史和系统关系。
三、植物系统学的应用植物系统学在生物多样性保护、自然资源利用和农业发展等方面具有重要的应用价值。
通过研究植物的系统关系和进化历史，可以更好地了解植物的多样性和分布规律，为保护和保育珍稀濒危植物提供科学依据。
植物系统学的研究结果还可以用于指导农业生产和育种工作。
了解植物的分类关系和遗传变异，可以选择适合的品种进行种植和培育，提高农业生产效益。
植物生理学和分子生物学
植物生理学和分子生物学植物生理学和分子生物学是分别从细胞与分子水平入手，探讨植物生长、发育和适应环境的科学。
虽然两者从不同层面展开讨论，但它们的研究成果对于农业、医学等领域有着巨大的推动作用。
植物生理学植物生理学是研究植物生长、发育、代谢和适应环境的学科。
植物生理学的研究广泛涉及植物体各个层次，从尺度的物质交换到细胞之间的信号传递、细胞内代谢途径和基因表达调控等方面。
植物生长和发育是植物生理学中重要的研究方向。
植物生长是指植物体积和质量的增长，因此，植物生长的调节与植物的养分吸收及分配、激素合成和信号通路、环境识别和适应、基因表达和表型塑形等因素密切相关。
植物发育则更多关注形态和功能结构的建立，比如花和叶片的形状、根、茎、叶等器官的组织分化和调控等。
植物发育的研究理解了植物整个生命周期中各个时期所表现的形态，为育种改良提供了理论基础。
植物代谢是植物生理学的另一个重要方向，因为植物的代谢直接影响着植物的发育和适应环境的能力。
植物以阳光、水、二氧化碳和氮、磷、钾等无机物为原料合成各种有机物，如碳水化合物、脂肪酸、氨基酸和蛋白质等，以及含有生物活性的激素、抗氧化物和次生代谢物。
植物代谢为植物正常的生长和发育提供能量和物质来源，同时对于植物的适应能力和环境响应、品质和营养等因素至关重要。
植物适应环境的生理特性研究也是植物生理学热门的研究方向。
植物在自然环境下承受各种环境刺激，如盐碱、寒冷、干旱、光照等，为此，植物逐步演化成特定的形态、结构和表型，以适应各种极端或变幻无常的情况。
研究植物的适应特性可以更好地追溯植物极端环境下的适应过程和机制，同时为农业生产和生态环保提供理论支撑。
分子生物学分子生物学是研究生命系统的分子基础的科学，特别关注分子在细胞内的合成、功能和相互作用的过程。
分子生物学主要研究各种分子如DNA、RNA、蛋白质、酶和代谢物等在细胞和分子水平的交互作用。
植物分子生物学则是从分子层面对植物遗传、表达、基因调控和代谢等方面加以探究。
植物的分子进化和分类系统研究
植物的分子进化和分类系统研究植物是我们生活中重要的组成部分，它们的存在不仅给我们带来了美好的环境和氧气，而且还具备着丰富的营养和药用价值。
不断的科学研究和进步，让我们对植物有了更加深刻的认识。
其中，植物的分子进化和分类系统研究备受关注，本文将就这一主题进行深入探讨。
一、植物的分子进化植物的分子进化是指植物在进化过程中，其遗传物质基因的变化、选择和演化。
这是通过分子生物学手段对植物的DNA、RNA以及蛋白质结构进行研究，以发现植物进化的规律和趋势。
分子进化的研究大大提高了植物分类的准确度和精度，并且使得生物学家更好地了解物种的进化历史和关系。
例如，通过比较植物胚珠组，研究发现多萼草属（Bistorta）和薯蓣属（Polygonatum）之间的关系比以前分类法更加清晰，使其物种定位大大提高，准确度更精细。
二、植物的分类系统研究植物的分类系统是按照植物的一些确定的形态结构、生理和生态习性，将植物划分为不同的类群，以便于人们更加清晰地了解和研究植物的相关信息。
分类系统研究是植物学家的重要课题之一，其重要性不言而喻。
植物分类到目前为止，通过发现新的科和新的门，来更加准确地分类植物。
通过研究植物的遗传学和形态结构，我们可以更好的理解植物的分类学同构性。
例如，在对多蕊花科的研究中发现，多蕊花科的两个子科具有相似的胚珠结构，因此将这两个子科归为同一个亚科。
还有，研究发现，很多的植物属于两个大的类群之间的过渡状态，使得新的分类法不再按照早期和新近的分类法而划分，而是按照物种相似度来划分。
三、进化与分类的结合进化和分类两者紧密地联系在一起。
植物的形态、遗传、分布地理都在演化，使得分类系统中的植物常常需要重新归类。
融合分子进化的手段，可以更加准确的进行分类和标记。
而进化趋势可根据单个分子的演化来确定，特别在研究一些比较古老植物的分类时更容易看到。
这亦是到正是进化和分类之间的联系。
总之，植物的分子进化和分类系统研究是极其重要，和其他领域的科学研究一样，这也具有极强的实用性和学术价值。
浅析植物系统学中叶绿体基因组分析技术的应用
浅析植物系统学中叶绿体基因组分析技术的应用植物系统学是研究植物分类和进化关系的学科，它包括形态学、解剖学、生态学等多个学科的知识，是植物分类学的基础。
近年来，随着分子生物学和生物信息学的快速发展，植物系统学的研究方法和手段也得到了极大的更新和改进。
基因组分析技术在植物系统学中的应用日益广泛，特别是叶绿体基因组分析技术。
叶绿体基因组是植物细胞中的一种特殊的DNA，具有自主复制和翻译的能力。
它由约120-150个基因组成，包括编码光合作用相关蛋白质的基因、编码转运系统蛋白质的基因、编码逆转录酶的基因等。
叶绿体基因组在植物系统学中有着重要的应用价值。
叶绿体基因组可以用于植物分子系统学的分类和物种鉴定。
通过比较不同物种之间叶绿体基因组的序列差异，可以确定物种间的亲缘关系，进而推测它们之间的进化关系。
这对于原始植物物种或近缘物种的分类和鉴定具有重要意义。
叶绿体基因组分析可以揭示物种的地理分布和种群遗传结构。
在不同地理区域的植物个体中，叶绿体基因组的序列差异往往会反映出地理分布的差异。
通过叶绿体基因组的序列分析，可以研究物种在地理上的扩散和迁移历史，揭示物种的种群遗传结构和进化历程。
叶绿体基因组还可以用于研究植物基因组进化和基因转移。
通过比较不同物种之间叶绿体基因组的相似性和差异性，可以推测出基因组的进化历程和基因间的转移事件。
通过比较植物基因组中叶绿体基因的序列，可以确定哪些基因发生了水平转移，从而揭示出不同物种之间的基因流动和进化重组。
叶绿体基因组分析技术的应用还包括植物遗传资源保护和利用。
植物遗传资源是指各种植物的种质资源，包括野生种、栽培种和改良种等。
通过叶绿体基因组的分析，可以快速鉴定植物遗传资源的种属和近缘关系，帮助筛选出优良的遗传背景，为植物育种和种质资源保护提供科学依据。
叶绿体基因组分析技术在植物系统学中的应用广泛而重要。
它可以用于物种分类和种群遗传结构的研究，揭示物种的进化关系和地理分布。
第七章 植物分子生态学
优 点
不需合成DNA探针，无需预知基因组序列，操作简单 ，快速
7.2.1 DNA水平上的研究方法
原 理 对DNA限制性酶切片段扩增，将双链接头连接在这 些DNA两端形成带接头的特异片段作为模版，通过 碱基对配对形成扩增片段，通过聚丙烯酰胺凝胶电 泳分离检测比较谱带差异
缺 点
操作复杂，时间长
AFLP标记 技术
分子环境 遗传学 杂交鉴定 系统地理 学 分子适应 分子生态 学技术
研究种群与进化遗传的分子机制和保护生态学遗传依据。 包含种群遗传学和进化遗传学、行为生态学、保育生物学。
研究种群生态学和基因流、重组生物环境释放的生态问题、自 然环境中的遗传交换 研究自然条件下物种间杂交是否发生，并且推断出适应新环境 · 的能力。主要包含自然杂交和渐渗交的分子鉴定。 研究物种地理起源、地理分布格局、迁移、定居、侵殖和在侵 殖的过程。
光斑可能造成光抑制， 发生光抑制后会使能 量集中在PSII中，使 得阴暗叶片伤害。但 在耐阴叶片中会出现 能量从PSII转移到PSI
有氧光合作用会产生 多种光保护机制，使 植物不受光潜在的危 害。如通过叶绿体、 电子传输和散热辅助 等。
7.3.3 植物分子行为生态
光氧化伤害的靶位
伤害靶位 光抑制 调节方式
分子水平
个体水平
生态系统水平 生态遗传学及发展前景 群体水平
2
物种遗传多样性 物种保护
耐盐转基因研究
抗氧化 防御
渗透 调节
离子 稳态
基因表 达调控
7.3.5 植物对盐胁迫反应
胁迫下植物信号传递的分子基础：
感受器、反应 调节器分开 两 组 分 信 号 二 合 一 组 合 导致共生或致病的宿主识别和入侵 适 应 性 行 为 对碳源、氮源、磷源变化代谢适应 对介质渗透变化的生理反应 趋化性以及逆境诱导的分化过程 感受器、反应 调节器一起
中科院621植物学考试大纲
中国科学院大学硕士研究生入学考试《植物学》考试大纲一、考试科目基本要求及适用范围概述本《植物学》考试大纲适用于中国科学院大学生态学、植物学和植物生理学等专业的硕士研究生入学考试。
主要内容包括植物的细胞与组织、植物体的形态结构与发育、植物的繁殖、植物分类与系统发育、植物分子系统学、植物进化发育生物学、植物分子生物学以及植物基因组学等八大部分。
要求考生能熟练掌握有关基本概念，掌握植物形态解剖特征，系统掌握植物分类与系统发育知识，了解植物科学研究前沿动态与发展趋势，并具有综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。
二、考试形式和试卷结构（一）考试形式闭卷，笔试，考试时间180分钟，总分150分（二）试卷结构名词解释、填空题、简答题、论述题三、考试内容（一）植物的细胞与组织1.植物细胞的发现、基本形状、结构与功能；原核细胞与真核细胞的区别。
2.植物细胞分裂的方式；植物细胞的生长与分化。
3.植物的组织类型及其作用；植物的组织系统。
（二）植物体的形态、结构和发育1.种子的结构与类型；种子萌发的条件、过程与幼苗的形成过程。
2.根与根系类型；根的初生生长与初生结构；根的次生生长与次生结构。
3.茎的形态特征和功能；芽的概念与类型；茎的生长习性与分枝类型；茎的初生结构与次生结构。
4.叶的形态、结构、功能与生态类型；叶的发育、脱落及其原因。
5.营养器官间的相互联系。
6.营养器官的变态。
（三）植物的繁殖1.植物繁殖的类型。
2.花的组成与演化；无限花序与有限花序。
3.花的形成和发育。
4.花药的发育和花粉粒的形成。
5.胚珠的发育和胚囊的形成。
6.自花传粉和异花传粉；风媒花和虫媒花。
7.被子植物的双受精及其生物学意义；无融合生殖和多胚现象。
8.胚与胚乳的发育；果实的形成与类型。
9.植物的生活史与世代交替。
（四）植物的分类与系统发育1.植物分类的阶层系统与命名。
2.植物界所包括的主要门类及主要演化趋势。
3.藻类植物的分类和生活史。
植物分子遗传学研究植物的遗传物质及其遗传信息传递
植物分子遗传学研究植物的遗传物质及其遗传信息传递植物分子遗传学是研究植物遗传物质及其遗传信息传递的一门学科。
通过对植物的遗传物质DNA和RNA的研究，揭示植物遗传信息的传递过程以及遗传变异的机制。
本文将介绍植物分子遗传学的基本概念、研究方法及其在植物遗传育种中的应用。
一、植物分子遗传学的基本概念植物分子遗传学是遗传学的一个分支学科，研究植物的遗传物质以及遗传信息如何在植物个体及其后代中传递和表达。
植物的遗传物质主要是DNA和RNA，DNA包含了植物遗传信息的模板，而RNA则负责将遗传信息转化为蛋白质。
植物的遗传信息传递过程主要包括DNA复制、转录和翻译等步骤。
DNA复制是指DNA分子的复制过程，确保遗传信息准确无误地传递给下一代。
转录是指DNA转化为RNA的过程，通过RNA分子将DNA的遗传信息转运到细胞质中进行翻译。
翻译是指RNA分子通过核糖体将遗传信息转化为蛋白质的过程，蛋白质是植物细胞中构成酶、抗体和结构蛋白等重要物质的基础。
二、植物分子遗传学的研究方法植物分子遗传学的研究方法主要包括DNA测序、PCR、Southern印迹、Northern印迹和基因编辑等技术。
1. DNA测序：DNA测序是植物分子遗传学研究的基础技术，它能够确定DNA序列的顺序，揭示植物基因组的结构和功能。
根据DNA测序结果，可以进一步分析DNA序列中的基因、启动子和调节元件等功能区域。
2. PCR：PCR（聚合酶链式反应）是一种重要的分子生物学技术，它能够在体外扩增DNA片段，为植物基因的研究提供了便利。
通过PCR技术，可以扩增感兴趣的基因片段，进而深入研究植物基因的调控机制和功能。
3. Southern印迹：Southern印迹是一种检测DNA的技术，它可以确定DNA中特定基因的存在与否。
通过将DNA进行限制性酶切、电泳和转移，再用探针杂交的方法，可以检测出特定的DNA序列。
4. Northern印迹：Northern印迹是一种检测RNA的技术，它可以确定RNA中特定基因的表达量和时空分布。
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• 序列差异
rDNA的序列在不同生物类群间存在不同的保守性，在高等植物中，不同 纲、目之间的同源率可达90%以上。在低等植物中，序列同源性仅在80% 左右，在编码区内的不同区域的同源性也有区别。 序列的差异主要表现在ITS1、ITS2和IGS上，其中IGS差异更大。如豌 豆和蚕豆的ITS1序列存在16-50%的差异。
2．叶绿体DNA资料与植物系统学
2.3 cpDNA在植物系统学的应用
植物cpDNA因具有下列特性，已成为分子系统学研究的焦点： •基因组较小，但包含大量的DNA成分； •拷贝数目多，有利于提取与分离； •在分子水平上的差异明显，为比较进化研究提供了基本的信息支持； •序列资料全面，许多cpDNA基因在许多植物中已被测定； •相对保守保证了分类群之间的可比性，一个cpDNA探针可用于所有 分类群的比较研究； •编码区和非编码区序列进化速率相差较大，适于不同分类阶元的系统 发育研究。 •cpDNA有其独立的进化路线，可以不依赖其它任何数据即可构建系 统树。 但由于cpDNA是单亲遗传，因此并不能解释所有的系统发育问题， 如研究类群间的杂交或渐渗现象。
2．叶绿体DNA资料与植物系统学
cpDNA为闭环双链DNA
长度一般为 120-220kb 多在 120-160kb之间 单子叶植物 111-182kb 双子叶植物 117-165kb 长度变异主要由两个反向 重复序列(IR)引起。 IR长约22-25kb，其上主 要为一些rRNA基因，重 复区内基因完全相同，但 序列相反。
2．叶绿体DNA资料与植物系统学
与进化速率快的基因相比，rbcL基因与其它进化较慢的cpDNA序列 常被广泛应用于较远类群的系统学研究中，但用DNA序列研究远缘相关类 群常会遇到以下两个问题：(1)所选编码序列的各核苷酸位点的替代速率 不一致。如rbcL基因的同义替代率比非同义替代率大约高15倍，但这一缺 陷可以将DNA序列翻译成蛋白，进而比较其氨基酸序列的方法予以弥补。 (2)在主要植物分支间关系的研究中，许多关键问题常会涉及到早期植物 在一较短的时间里发生了怎样的分化，而进化慢的基因相对于进化快的基 因在这一分化时期未能发生足够的碱基替代，故对所发生的分支进化不能 提供足够的重建信息，但将分子与形态数据结合起来分析，会对系统重建 研究有所帮助。 Morhar等（1994）研究了蔷薇科植物rbcL序列变异在系统学和进化 上的意义，证实蔷薇科内建立苹果亚科的合理性。汪小全等（1997）运 用PCR方法分别从松科8属、9种植物中扩增出长约2550bp的cpDNA片段 （包括rbcL、trnR及基因间的非编码区），选用18种限制性内切酶进行 酶切分析，揭示了松科植物系统发育的分子生物学证据。俸宇星等 （1998）利用rbcL基因序列分析对连香树科和交让木科的系统位置重新 进行了评价。陈之瑞等（1998）用rbcL基因序列确定了马尾树科的系统 地位。
1．核DNA资料与植物系统学
在高等植物中，rDNA的编码区序列高 度保守(不同纲、目间的同源率可达90% 以上)，序列差异主要表现在ITS、ETS及 IGS等非编码区上。
rDNA的编码区(18S、5.8S及26S)序 列一般用于高级阶元的系统发育研究，而 非编码区(ITS、ETS及IGS)序列常用于较 低分类阶元的系统学研究。
1.2 小形态时期(公元1700～1860年)
主要是新的形态学，如解剖学、胚胎学的建立和发展时期。
1.3 进化论时期(公元1860～1900年)
进化论推动了系统学研究的发展，在系统发育的基础上创立了很多分类系统。
1.4 细胞遗传学时期(公元1900～1960年)
利用细胞遗传学的丰富资料和改写系统分类，进入细胞水平的研究。本时期又 称实验生物学时期。细胞生物学和植物系统学结合产生的植物细胞分类学，使我们能 在染色体水平上更好地理解植物的分类与进化，特别是物种分化问题。
二、植物系统学常用的DNA资料
1．核DNA资料与植物系统学 2．叶绿体DNA资料与植物系统学
3．线粒体DNA资料与植物系统学
1．核DNA资料与植物系统学
1.1 rRNA基因(rDNA)
rDNA的基本结构
高度重复序列
多基因家族
每个重复单位长约7-13kb，大多为9-10kb
1．核DNA资料与植物系统学
1．核DNA资料与植物系统学 B．ITS序列 ITS1的长度为187-298bp，ITS2的长度为187-252bp，ITS可能是 分子系统学研究中应用最为广泛的基因之一。 ITS序列在裸子植物中变异很大，尤其是长度变异非常显著，因此一般 认为ITS不适用于裸子植物的系统发育研究。但在被子植物中，ITS区由于 序列短(600-700bp)、两端连接高度保守区、拷贝数多、长度保守、一致 进化、进化速率较快等特点，适用于科内，尤其是近缘属间及种间甚至居群 间关系的研究。 屈良鹄和陈月琴(1999)通过对不同生物类群的ITS序列(自生物学数据 库)的比较得出，被子植物大多数科属其ITS序列的种间差异值为1.210.2%，属间差异值为9.6-28.8%，这对系统发育研究来说都是较合适的 范围。另外，ITS在一些起源古老(如Viburnum、Nothofagus及 Winteraceae的一些属)或世代较长的植物类群(如木本竹子)中的变异较低， 也为研究那些间隔区进化速度很慢的古老类群间的关系和长世代类群内较高 阶元的系统重建提供了可能性。
1．核DNA资料与植物系统学
C．ETS及IGS序列 rDNA重复单位中的外转录间隔区ETS位于18S基因的上游，其长 度在不同类群间的变异较大，一般在0.8-1.1kb之间，虽然ETS的进 化速率与ITS相似，甚至更快，但由于上游与高变的IGS相连，难以 找到合适的通用引物扩增整个区域，故用于系统学研究的例子较少， 一些作者认为这一片段对于那些仅靠ITS片段尚不能提供足够变异的 年轻分支内的研究可给予一定的帮助。 位于rDNA重复序列间的非编码区NTS或称基因间区IGS，是 rDNA中进化最快的片段之一，推测在近缘类群间的系统学研究、杂 交研究及居群遗传学研究上具有一定的应用潜力。
1．核DNA资料与植物系统学
1.2 其它核基因组序列
随着探索其它核基因组序列在植物系统发育重建研究中应用的 深入，如waxy内含子、多聚半乳糖醛酸酶、谷氨酰胺合成酶的内含 子及外显子、rpb2、乙醇脱氢酶、光敏色素、组蛋白H3内含子和小 热激蛋白编码基因等等，为针对特定的系统发育问题的研究提供了 更多的可供选择的DNA序列(但多为多基因家族)。 查尔酮合成酶(chalcone synthase，CHS)是植物类黄酮物质 合成途径的关键酶，CHS基因是一个较大的基因家族，其编码区比 较保守，长约1.2kb，科之间的同源性一般在80%以上。 王金玲等(2000)认为CHS基因可以用于科以下分类等级的系统 关系研究。
2.1 叶绿体基因组的结构
两个反向重复序列将整个 cpDNA分为一个大单拷贝 区(LSC，长约81-87kb) 和一个小单拷贝区(SSC， 长约18-20kb)。
2．叶绿体DNA资料与植物系统学
2.2 叶绿体基因组的变异
任何两种植物之间至少有30%的同源性，亲缘关系越近同源性越高。 cpDNA主要变异表现在以下方面： • 倒位与重排：植物cpDNA中存在着广泛的重排现象。天竺葵、桔梗科和一些 豆科植物的cpDNA的重排现象频繁。豆科植物中广泛存在着一个50kb的倒位 现象，地钱及苔藓植物与烟草的cpDNA的差异也表现在30kb的倒位。而且， 倒位的发生使重排率更为加大。 •插入或缺失：主要是IR缺失、基因或内含子缺失、非编码区的插入或缺失。 在豆科及裸子植物中的松柏类等一些植物中缺失反向重复序列IR。烟草和地钱 中的三个内含子在水稻中缺失。在非编码区的插入或缺失经常发生，而在编码 区插入或缺失常是3bp或3的倍数，而并不打破其原来的阅读框架。
rDNA的变异
• 拷贝数的变化
植物中rDNA重复单位的拷贝数在种间、种内甚至同一居群内的不同个体 之间变化很大，其差异可达数十倍。 蚕豆，不同居群间，其拷贝数的变化范围在500-44000。
• 长度变异
rDNA重复单位的编码区几乎无长度变异。 长度变异主要存在于ITS1、ITS2和IGS上。 导致差异的原因是IGS的序列中部存在着亚重复序列，其长度为100200bp，这种亚重复序列在物种间还存在拷贝数的差异。
1．核DNA资料与植物系统学
通常，ITS在研究属内种间和较近的族间、属间关系 时都表现出较高的趋异率和信息位点百分率，为类群内部 的系统重建提供了较好的支持。另外，ITS序列对于揭示 异域或间断分布居群间的关系也具有潜力。 ITS不仅可以解决科、亚科、族、属、组内的系统发 育和分类问题，而且可以用于重建多倍体复合体的网状进 化关系，探讨异源多倍体的起源过程。 ITS应用于植物系统学研究的缺点是序列短，能够提 供的性状数量有限，因此最好将其与其它来源的资料结合 起来构建较好支持的系统树。
1.5 分子生物学时期(1970年至今)
分子生物学的迅速发展，给生物系统分类以巨大的推动。利用DNA信息来探讨 植物系统学，形成了植物学研究的一个新的热点——植物分子系统学。
一、植物分子系统学的概念
2．植物分子系统学的概念
植物分子系统学是分子生物学和植物系统 学交叉形成的一门学科，它利用分子生物学的 各种实验手段，获取各类分子性状，以探讨植 物的分类，类群之间的系统发育关系，以及进 化的过程和机制。
DNA资料与植物系统学 ——植物分子系统学
目
录
一、植物分子系统学的概念
二、植物系统学常用的DNA资料
三、植物系统学常用的DNA分析技术 四、植物分子系统学应注意的问题
ห้องสมุดไป่ตู้
一、植物分子系统学的概念
1．生物系统分类技术的进展历程
1.1 大形态时期(公元前400年至公元1700年)
根据易于识别的宏观形态特征来鉴别生物，使生物有一定的名称。这一时期又 称术语描述期。