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根据《中国植物志》记载,蓼科(Polygonaceae)木蓼属(Atraphaxis)、沙拐枣属(Calligonum)、双翅果蓼属(Pteropyrum)和翅果蓼属(Parateropyrum)一同组成了传统意义上的木蓼族(Atraphxideae s.1.)。木蓼族四属都是分布在于旱半干旱地区的灌木,花两性,花被片4~5或排列成两轮,瘦果沿果肋生翅或刺。木蓼族四属中中国产三属(木蓼属、沙拐枣属和翅果蓼属)。中国新疆是木蓼属和沙拐枣属的主要产地;翅果蓼属是中国西藏的特有属;双翅果蓼属则是一个主要分布在西南亚和中东地区的小属(约4~5个种)。前人对于传统木蓼族的探讨多基于形态学证据,对于四属属间关系的探讨存在较大争议,迄今不能达成一致结论;且涉及中国木蓼属和沙拐枣属的分子系统发育学研究几乎没有。用分子生物学手段去探讨四属的属间关系有重要意义。
本研究收集了木蓼族四属共19个种(木蓼属8种、沙拐枣属9种、双翅果蓼属1种、翅果蓼属1种)的材料,并测序了19个种的5个叶绿体基因片段(atpB-rbcL,psbA-trnH,trnL-F, psbK-psbI and rbcL),探讨了四属的属间关系,验证了木蓼族的非单系性并探讨了中国木蓼属和沙拐枣属属下的种间关系;所收集的木蓼族四属19个种基本代表了四属主要的形态学特征,同时所测的5个叶绿体基因片段可以解决种间或属间的系统发育学关系。在前面木蓼属工作基础上补收集了国外木蓼属6个种,并补测了木蓼属6个种的trnL-F序列进一步探讨了木蓼属属下种间系统发育学关系。主要研究内容可概括为:⑴探讨木蓼族四属属间系统发育学关系;⑵验证木蓼族的非单系性、探讨传统木蓼族四属在蓼科中各自的系统学位置、对分布在中国的木蓼属和沙拐枣属做初步分子系统发育学研究;⑶通过对木蓼属进行全世界范围的采种进一步探讨木蓼属属下种间分子系统发育学关系。
本研究结果如下:①木蓼族四属的属间关系。特产于中国西藏的翅果蓼属和木蓼族其他三属(木蓼属、沙拐枣属和双翅果蓼属)存在较远关系;此外,沙拐枣属和双翅果蓼属表现出最近亲缘关系。②木蓼族的非单系性验证及木蓼族四属各自在蓼科中的分子系统学位置。木蓼族四属在系统发育树中并不能形成一个单系类群,而是在蓼科内部发生了较大的分化。木蓼族四属在进化树中分属在三个进化枝里:木蓼属和萹蓄属(Polygonums.str.)在一个进化枝里;沙拐枣属和双翅果蓼属形成一个进化枝;翅果蓼属和荞麦属分属在一个进化枝里,表现出最近亲缘关系。③中国木蓼属和沙拐枣属的属下种间系统发育学关系。木蓼属属下的刺木蓼组(Section Atraphaxis)可以形成一个单系类群,然而木蓼组的种类却不能聚到一个进化枝里;沙拐枣属下的刺果组(Section Medusa)不能形成一个单系类群④木蓼属属下种间关系的进一步探讨。通过对木蓼属进行更广泛的采种,我们除进一步验证了刺木蓼组的单系性外,我们还进一步发现木蓼组下各种在木蓼属内发生了较大的分化。