菊科帚菊属的分类学研究

帚菊属是菊科基部类群帚菊木族的一个属，有20余种，主要分布于东亚，对于理解菊科植物的早期演化比较重要，也是研究东亚植物区系分化的一把钥匙。由于帚菊属的性状变异比较复杂，以往分类中对诸多关键性状的变异式样没有研究清楚，一些重要的分类性状也没有得到利用，因此分类上还比较混乱，也从未有过世界性的修订。本研究拟以地理－形态方法整理该属，对分类上比较困难的类群进行综合研究，通过大量的野外考察获取较为充分的标本和材料，对连续变异的性状用居群取样和统计分析的方法研究它们的变异式样，以较好地解决由于性状变异复杂所引起的诸多分类学问题；同时展开微形态学、孢粉学和细胞学等方面的研究，寻找新的分类性状，并将它们与形态性状和生态地理信息综合起来评判，以期得到一个更加科学而客观的分类结果。这不仅有助于提高我国的菊科植物分类学研究水平，而且也将为研究东亚植物区系的分化以及菊科植物的系统发育和演化奠定良好的分类基础。

帚菊属Pertya 隶属于菊科帚菊亚科帚菊族，大部分种类分布于中国，少数种分布于中国周边的日本、泰国、阿富汗与巴基斯坦。该属与日本特有的大托帚菊属Macroclinidium和中国特有的蚂蚱腿子属Myripnois的界限一直存在争议，用以区分三者间的关键分类学性状尚未得到全面、深入的研究。前人对许多形态性状的描述粗糙、模糊，甚至错误，以此为基础得到的分类学结论自然难免有失偏颇。因此，本属亟待进行深入的形态学研究，并以此为基础，综合其他证据，澄清该属的范围，并对其进行分类修订。针对上述问题，我们研究了国内外各主要标本馆的帚菊属标本，进行了大量广泛而深入的野外考察，并对帚菊属及其相关类群展开了形态学、孢粉学、细胞学和分子系统学的综合研究，澄清了帚菊属分类中的一些问题，完成了全部种类的分类修订。主要成果概括如下：1、重新界定了帚菊属的范围，将蚂蚱腿子属Myripnois和大托帚菊属Macroclinidium并入到帚菊属内。这一处理得到了多方面证据的支持。2、结合标本和野外观察，对帚菊属枝条生长式样的变异有了新的认识，共归纳为8种类型，而且发现这些类型与系统发育分析的结果大致吻合。3、揭示了帚菊属复杂的花冠变异式样，从近舌状到近管状均有，其中蚂蚱腿子的花冠最为复杂，共有6种类型。3、研究了帚菊属全部种类在光镜和扫描电镜下的花粉形态，发现帚菊属的花粉均为三孔沟型，根据花粉大小、沟类型、花粉刺的长度、外表层在两极加厚程度这4个性状，我们将帚菊属的花粉归纳为5种类型。4、新报道国产帚菊属17种、3亚种和蚂蚱腿子属1种的染色体数目，发现帚菊属多为二倍体，仅一种(华帚菊)存在二倍体与四倍体；蚂蚱腿子为四倍体；帚菊属染色体基数存在非整倍性变异，x = 15、14、13、12，其中染色体基数x = 13最常见。多倍化在帚菊属的物种形成过程中可能未起作用。5、建立了一个新的帚菊属属下分类系统，共分为2个组7个系，确认本属共有29种2杂交种6亚种1变种。7个名称被处理为新异名。新组合了5个名称。发现7个新种。重新订正了本属的模式卵叶帚菊的名实。指定了4个名称的后选模式。6、全面修订了帚菊属，并为每个种提供了详细的形态描述。在本项目的基础上，发表论文2篇，参编专著一部（Flora of China）,培养研究生2名。