武陵山区植物区系细胞地理学研究

Wuling Mountains is located on the boundaries among Hunan, Hubei, Guizhou, and Chongqing. It is a core area of sub-tropical forestry ecosystem in China and a key ecological barrier in Yangtze River Basin, characterized by high species richness and ancient origin and well-known as “gene bank of plants and animals in central China”. Therefore, the Wuling Mountains is an important area to study origin and evolution of biodiversity. There should be cytological mechanism for the high species richness and endemism. However, the chromosome survey from this region is still very poor. This project first aims to collect the previously reported chromosome data using a database technology, in order to provide a good background for further studies. Then, a large number of taxa will be explored to accumulate cytological data from this area and some selected important taxa will be cytologically studied. Finally, synthesized with all chromosomal data available to assess the role of polyploidy in the chromosome evolution of plants in this region. This is important to our understanding of plant speciation, floristic origin and evolution in Wuling Mountains, as well as in flora of central China.

武陵山区位于湘鄂渝黔四省市界处，是我国亚热带森林系统核心区和长江流域重要的生态屏障，具有物种丰富和起源古老的特点，享有“华中动植物基因库”的美誉，是开展生物多样性基础研究非常关键的地区。武陵山区极高的物种丰富性和特有性必然有其细胞学遗传机制，然而对该地区植物区系细胞学方面的研究还非常少。本项目首先利用计算机收集整理已有的细胞学文献建立武陵山区植物染色体数据库，为进一步的细胞地理学研究搭建一个基础平台。另一方面鉴于该地区细胞学资料贫乏，我们将大量增加对该地区的植物细胞学的研究和报道，同时选取一些该地区的重要类群开展细胞学与染色体进化规律的研究。最后综合所有数据统计分析武陵山区植物多倍体的比率并探讨其在本地区植物区系演化中的地位和作用。通过对武陵山区植物区系的细胞学方面的初步研究，为探讨该地区植物物种进化、华中植物区系起源和演化等许多重大问题提供独到的研究视角和重要的启示意义。

武陵山区是我国亚热带森林系统核心区和长江流域重要的生态屏障，这里极高的物种多样性和特有性必然有其细胞学遗传机制。本项目首先主要开展具体类群的细胞学的研究工作，完成了紫菀属26个居群16个种的染色体数目及核型进行报道；同时开展了对小檗科淫羊藿属的染色体研究工作，总共对本属18种24个居群的材料进行染色体数目报道，其中有5个种为首次报道。另外我们报道的50种葡萄科植物的基因组大小，结果表明葡萄科科内基因组进化呈减小趋势，仅在整个乌蔹莓族中呈现出DNA扩张的趋势。其次通过细胞学证据辅助发表了来自黄精族的异黄精属和虎耳草科的虎耳草属的新种。另外也开展了对天门冬科黄精族的染色体研究的统计工作，共获得黄精族中4属共有75种323条染色体报道，发现它们主要为二倍体，也有一定比例的多倍体。最后开展了对我国西南地区的染色体数据的收集与统计工作，共获得1001种1491条染色体报道，结果表明新多倍体在该地区比例偏低。在武陵山区被子植物染色体数据的收集与统计方面，到目前为止我们收录统计了至今所有来自武陵山区有染色体报道的被子植物共计40科、82属、196种。通过对武陵山区植物区系的细胞学方面的初步研究，为探讨该地区植物物种进化、华中植物区系起源和演化等许多重大问题提供独到的研究视角和重要的启示意义。目前已经正式发表论文7篇，其中SCI论文5篇，并且后续将有2篇以上的SCI文章发表；参加国内外学术会议3次，包括第19届国际植物学大会；人才培养方面本项目已经着手培养了研究生4名，取得了非常优秀成绩，1名已被评为优秀毕业生。本项目在各个方面都达到预期目标，圆满完成了本项目各项任务。后续工作将进一步开展，包括数据的进一步整合分析和相关文章的整理发表。