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多倍化是植物进化的重要机制之一。多倍体的起源和进化在被子植物中已得到较广泛的研究，但在裸子植物中研究较少。麻黄属（Ephedra）是裸子植物中多倍体物种最多的类群，其50％以上的物种为多倍体;在中国北方及周边地区广泛分布的四倍体物种草麻黄(E.sinica)是研究裸子植物多倍体起源与进化的良好试材。本研究中，我们选取草麻黄及其近缘类群共9个物种、43个群体、510个个体，利用流式细胞仪对这些物种的代表性样本进行细胞型测定，并对所有样本的两个母系遗传的叶绿体DNA片段（trnT-trnF和trnS-trnfM）及一个双亲遗传的单拷贝核基因(LFY)进行序列分析，从群体水平探究草麻黄的起源和进化历史。 流式细胞仪测定结果表明:草麻黄、假双穗麻黄(E.pseudodistachya)、E.dahurica及窄膜麻黄(E.lomatolepis)的所有群体均为四倍体(2n=28);矮麻黄（E.minuta）、木贼麻黄（E.equisetina）和单子麻黄（E.monosperma）的所有群体皆为二倍体(2n=14);膜果麻黄(E.przewalskii)和细子麻黄(E.regeliana)均含有二倍体和四倍体两种细胞型(2n=14，28)。群体遗传分化和谱系地理学分析结果显示:在研究的43个群体中，33个群体的叶绿体DNA单倍型为单态，无显著的谱系地理结构;在草麻黄的6个群体中，叶绿体DNA的变异主要存在于群体间，而核基因的变异主要存在于群体内。综合叶绿体DNA和核基因的研究结果，我们推断草麻黄、假双穗麻黄、E.dahurica、窄膜麻黄及四倍体细子麻黄均为异源四倍体，四倍体膜果麻黄可能为同源四倍体。其中，草麻黄、假双穗麻黄及E.dahurica可能由膜果麻黄-细子麻黄支系的物种（母本）与单子麻黄-木贼麻黄-矮麻黄支系的物种（父本）杂交和多倍化形成，而四倍体细子麻黄和窄膜麻黄可能起源于膜果麻黄与细子麻黄间的杂交和多倍化。