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地黄属分类学与系统学研究

李宏庆  
【摘要】:地黄属(Rehmannia)目前记载共约6种,除作为常用中药的地黄(R.glutinosa)为东亚—日本分布外,均为我国特有植物。鉴于国内外研究偏重于地黄,疏于地黄属其它物种的现状,因此该属内各物种存在很多尚未解决的问题,如中药地黄的种质鉴定、高地黄(R.elata)、裂叶地黄(R.piasezkii)的分类学地位、属的系统发育等,生药种质资源和系统分类学基础研究均存在信息盲区,为此本文针对这些问题从分类学和系统学视角出发进行了探索。 研究首先从考证腊叶标本记载入手,结合野外考察数据,对地黄属各物种的地理分布和生境特征进行整理,获得了较为详细的地黄属植物生态习性资料,为分类学研究提供了生态学依据。接着对地黄属的果实、种子、幼苗、块根、叶、茎、花、花粉、胎座进行了形态学及解剖学观察,首次获得了各物种的详细鉴别特征及种内变异范围数据,为分类学修订提供了基础依据。果实和种子的形态学性状、花粉粒特征的特征性分析显示地黄属可能与Gratiola、Digitalis、Paederota、Wulfenia、Picrorhiza、Mazus、Buddleja等属有一定联系。 为了确定地黄属有关物种间的亲缘关系,研究进行了种间杂交育性实验,结果表明地黄与其余种的亲缘关系较远,裂叶地黄和高地黄在与其它种的杂交中表现完全一致;细胞学观察发现中药地黄是多倍体植物,并首次发现了4个种的体细胞染色体数目均为28条,与56条染色体的地黄相差1倍:植物化学分析表明,地黄属各物种都含有梓醇和桃叶珊瑚苷等环烯醚萜类成分,其中以地黄块根中的梓醇含量最为丰富。 研究为确定地黄属的系统位置,继续对属内各物种进行了核糖体内转录基因间区ITS的测序,首次获得5个种ITS区的碱基序列,Gene Bank登陆认证,登录号分别为:DQ069312(地黄)、DQ069313(天目地黄R.chingii)、DQ069314(茄叶地黄R.solanifolia)、DQ069315(高地黄)、DQ069316(裂叶地黄),序列长度均为613bp(不包括18S和26S部分的序列)。 在获得地黄属ITS序列信息的基础上,研究选择唇形目中关系较近的40个属进行分子系统发育分析,采用最大简约法、邻接法、贝叶斯法分别获得的3种系统树大致相同,结果显示由醉鱼草属(Buddleja)、藏玄参属(Oreosolen)等构成的分支与由地黄属的全部物种构成的分支之间的姐妹群关系固定不变。 将地黄属按6种植物经系统发育分析显示,地黄属是一个稳定的单系,共有3支:天目地黄与湖北地黄构成第1支,高地黄与裂叶地黄构成第2支,地黄和


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