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中国广义蓼属(Polygonum s.lat.)及其近缘类群的系统发育和地理分布

赵大鹏  
【摘要】:在野外居群调查和馆藏标本研究的基础上,利用数值分类、分支分类和分子系统学方法,对中国广义蓼属Polygonum s. lat及其近缘类群的系统发育进行了研究,并对其在中国的地理分布规律进行了分析。主要研究结果如下: 1.数值分析 选择广义蓼属及其近缘类群70个种及变种为分类运算单位,选取99个性状,用UPGMA法进行了数值分析。结果表明,基于同样的标准和方法,不同数目的运算分类单位得出的结果不尽相同,有些类群的位置和类群之间的关系始终保持不变,有些类群发生了改变,而发生变动的类群正是历史上分类学家有争议的;蓼属内各组应是较为自然的类群,组间具有较为明显的差异,支持广义冰岛蓼属Koenigia s. lat的成立;春蓼组sect. Persicria、刺蓼组sect. Echinocaulon、金线草属Antenoron、头状蓼组sect. Cephalophilon和广义冰岛蓼属具有很高的相似性;拳参组sect. Bistorta、神血宁组sect. Aconogonon、荞麦属Fagopyrum和首乌属Fallopia具有很高的相似性;萹蓄组sect. Polygonum和红药子属Pteroxygonum分别独立为一支。分析结果支持广义蓼属为一个并系类群,有必要将其划分为更多自然的类群。 2.分支分析 以Rumex的酸模Rumex acetosa为外类群,用最大简约法对广义蓼属及其近缘类群45个种及变种的49个形态性状进行了初步的分支分析。结果表明,基于形态性状的分支树和表征树并没有取得很好的一致性,但依然支持春蓼组、刺蓼组、头状蓼组和金线草属之间具有很近的亲缘关系,首乌属和虎杖属Reynoutria具有较近的亲缘关系,篇蓄组、拳参组、刺蓼组均是较为自然的类群。 3.分子系统学 以Triplaris的Triplaris americana作为外类群,选取中国蓼科Polygonaceae 65个种的叶绿体trnL-F序列,64个种的叶绿体rbcL序列和68个种的核核糖体ITS序列,对这三个片段的单个数据矩阵及联合数据矩阵,分别用NJ法、MP法和BI法构建系统发育树。结果表明:(1)春蓼组、刺蓼组、金线草属和头状蓼组具有很近的亲缘关系,头状蓼组为以上类群的姊妹群;(2)拳参组、神血宁组和广义冰岛蓼属具有很近的亲缘关系,拳参组为以上类群的姊妹群;(3)首乌属(除酱头Fallopia denticulata外)、虎杖属、萹蓄组、木蓼属Atraphaxis和西伯利亚神血宁Polygonum sibiricum具有很近的亲缘关系,西伯利亚神血宁为以上类群的姊妹群。对于中国蓼科的系统发育关系处理如下(虚线部分表示该分支类群之间的 关系在本文中尚无法解决): 4.地理分布 通过多年野外实地考察和资料统计分析,对蓼族Polygoneae植物在中国的地理分布进行了深入研究。结果表明,该类群在中国的分布具有一定规律。在水平分布上,物种数目由东北到西南呈逐渐增加的趋势,有6个高密度的分布区,集中沿横断山脉—秦巴山脉分布。除首乌属全国广泛分布外,其他各属或组均有其主要的分布区域。在垂直分布上,整个蓼族植物几乎都分布在海拔5000米以下。在海拔1000-3000米,蓼族植物广泛分布,冰岛蓼属、拳参组、头状蓼组一年生型和神血宁组植物主要分布在海拔3000米以上,萹蓄组、春蓼组、刺蓼组、首乌属、虎杖属、金线草属和荞麦属主要分布在海拔1000米以下。


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