论文部分内容阅读
杜根藤组Justicia sect.Harnieria隶属于爵床科爵床属(JusticiaL.),全世界约76种,主要分布于非洲和亚洲的热带、亚热带地区,少数种类分布到澳大利亚。该组植物与爵床属其他类群的区别在于花簇生于叶腋,花序苞片通常叶状。亚洲杜根藤组植物约30种,到目前为止尚未进行过分类修订。该类群是一个较自然的类群,种间分化差异小,种内变异较大,物种划分存在较多问题,分类研究异常困难。本研究开展了叶表皮、花粉、种子等形态学,以及染色体和分子系统学等方面的研究,在野外考察和标本查阅的基础上,对杜根藤组植物的主要性状进行了全面研究和分析,完成了亚洲杜根藤组植物的分类学修订,并探讨了6个DNA条形码片段(rbcL,mark,trnH-psbA,trnS-G,ITS和ITS2)对亚洲杜根藤组植物的物种鉴定能力。主要研究结果如下: 1.观察了25种亚洲该组植物的叶表皮微形态,结果表明气孔器为横列型,其和钟乳体形态在种内稳定,种间一致,二者分类学价值不大,叶表皮细胞形状、角质层表面纹饰、表皮毛等性状在种间稍有区别,但种内存在较大变异,其对组下分类群的划分具有一定参考价值;观察了24种植物的花粉形态,杜根藤组的花粉形态特征一致,花粉粒均为长球形,左右对称,2孔沟,沟两侧各具1列大小不等的斑块,外壁表面具网状纹饰;观察了31种国产爵床属植物的种子微形态,结果表明杜根藤组植物外种皮明显具规则的长椭圆形或圆形突起物,种皮细胞为规则形多边形,网壁直,与爵床属其他组有明显区别,可作为杜根藤组的界定特征之一。观察了3种杜根藤组植物的染色体,数目均为2n=18,与非洲类群的染色体数目有较大差异。 2.选取爵床族Justicieae植物67种,利用核基因ITS和2个叶绿体片段(trnH-psbA,trnS-trnG)进行了分子系统学研究,结果显示:1)杜根藤组为支持率较高的单系类群,但是无法进行组下系统发育关系的重建,不支持杜根藤组亚洲类群、非洲类群和澳洲类群各自独立成属。2)国产广义爵床属并非单系,国产狭义野靛棵属Mananthes Bremek.、驳骨草属Gendarussa Nees和爵床属Rostellularia Reichenb.均为单系。3)杜根藤组与狭义爵床属Rostellularia构成姐妹支,而与野靛棵属Mananthes、驳骨草属Gendarussa关系较远。 3.综合评价了杜根藤组植物各形态特征的分类学意义,结果显示花序苞片、萼片、果实与萼片的长度比、习性和叶片的特征具有重要的分类学价值。在文献考证、标本查阅和野外调查的基础上,结合宏观与微观的形态学实验,对亚洲杜根藤组植物进行了分类修订。确认亚洲杜根藤组植物共29种,其中描述新种5种,即J.weihongjinii Y.F.Deng,Y.Tong&Y.S.Huang、J.wenshanensis Y.Tong etY.F.Deng、J.longipetiolata Y.Tong et Y.F.Deng、J.trichocalyx Y.Tong et Y.F.Deng和J.densinervia Y.Tong et Y.F.Deng;提出新组合3个,即J.ramosii(Quisumb.&Merr.)Y.Tong et Y.F.Deng、J.aspera(Nees)Y.Tong et Y.F.Deng和J.cyclostegia(Hand.-Mazz.)Y.Tong et Y.F.Deng;提出新名称1个,即J.sulitii Y.Tong et Y.F.Deng;归并5个名称为异名,即将J.championii T.Anderson,J.salicifoliaT.Anderson和J.neesiana(Nees)T.Anderson归并为J.quadrifaria T.Anderson的异名,J.xerophila W.W.Sm.和J.xylopoda W.W.Sm.归并为J.xerobatica W.W.Sm.的异名;恢复前人错误归并的种3个,即Dicliptera cyclostegiaHand.-Mazz.(J.cyclostegia(Hand.-Mazz.)Y.Tong et Y.F.Deng)、J.zollingeriana(Nees)C.B.Clarke、J.multinodis Benoist;指定后选模式8个;澄清了大叶赛爵床J.alboviridis Benoist在我国并不分布,且并不属于杜根藤组J.sect.Harnieria;发现中国新记录种1个,即J.zollingeriana(Nees)C.B.Clarke。 4.利用六个DNA条形码片段(rbcL,matK,trnH-psbA,trnS-G,ITS和ITS2),采取遗传距离法、序列相似性法和基于系统树构建的分析方法,探讨了DNA条形码片段在亚洲杜根藤组中的物种鉴定能力。结果表明单个片段并不能区分该近缘类群,各片段组合的物种分辨率均不高,不足以推荐可作考虑的条形码片段,亟待开发其他具较高遗传变异适合该类群的条形码片段。