日本蛇根草和广州蛇根草及其近缘类群的系统分类学研究

Ophiorrhiza japonica Blume and O. cantoniensis Hance, with the widest distribution in China, are two species in the genus to be the most difficult ones in species identification and taxonomic classification, mainly because of their complicated variation pattern among morphological characters except flower structures and large distributional overlaps. Thirteen species related to Ophiorrhzia japonica and O. cantoniensis are found to be unclear in species circumscription on the basis of lots of examinations on specimens and relevant literature and field observation. The present study aims to reconstruct phylogeny of Ophiorrhiza japonica and O. cantoniensis and their allies by different methods (Maximum parsimony and Bayesian inference) based on extensive population samples and 7 DNA markers from nuclear and chloroplast, and then combining with morphology characters to discuss the species delimitation and evolutionary relationships among these closely related species. This project will greatly contribute to further studies of Ophiorrhiza in China.

日本蛇根草和广州蛇根草是在中国分布最广的两种蛇根草属植物，二者花内部特征几无差别而其它形态性状又变异复杂，且分布区具较大重叠，系中国蛇根草属中最难鉴定、存在问题最多的种类。在大量的文献考证、标本研究、野外居群考察的基础上，申请者发现以日本蛇根草和广州蛇根草为核心的共13个分类群存在严重的物种划分不明晰的问题。本研究拟以日本蛇根草和广州蛇根草及二者近缘类群为研究对象，基于广泛的居群取样和两个基因组的7个DNA序列片断，用最大简约法和贝叶斯法分析重建日本蛇根草和广州蛇根草及与二者近缘类群的系统发育关系，并在此基础上结合形态特征探讨日本蛇根草与广州蛇根草之间及二者与其近缘类群之间的系统演化关系和分类界定依据，为中国蛇根草属的深入研究奠定基础。

日本蛇根草（O. japonica）和广州蛇根草（O. cantoniensis）是中国蛇根草属分布最广的两个类群，由于分布广且形态变异复杂，长期以来二者之间及与其近缘类群存在物种划分不明晰问题。本研究以这些近缘类群共13种为研究对象，广泛收集文献资料，查阅和鉴定馆藏该近缘类群标本2500余份，观察野外居群53 个，采集标本76号580余份，拍摄生态照片1800幅，获得156个个体代表了12个种的DNA分子材料。.基于上述材料开展了这些近缘类群的数量性状分类学研究，叶表皮和种子微形态的比较研究，并利用核基因片段2个（ITS和ETS）和叶绿体基因片段5个（atpB-rbcL、trnT/F、 petD、 trnS-trnG和rpl32-trnL），采用最大简约法 (Maximum parsimony)和贝叶斯法（Bayesian Inference）构建了分子系统发育树，完成了对这些近缘类群的分类修订。确认了10个新异名，即将老山蛇根草、法斗蛇根草、木茎蛇根草、O. bodinieri H. Lév.、O. japonica Blume var. leiocarpa Hand. –Mazz.和O. seguini H. Lév.处理为日本蛇根草的异名，将大桥蛇根草、O. eryei Champ.、苍梧蛇根草和柳叶蛇根草处理为广州蛇根草的异名；恢复物种地位2个，即恢复圆锥蛇根草和变黑蛇根草种水平的地位；发现新种2个，即卷瓣蛇根草O. revolutus L. Wu & Z.J. Wen和郭氏蛇根草O. goui L. Wu, Q.R. Liu & K.S. Nguyen。.目前，本项目共发表相关研究论文19篇，其中属SCI收录期刊论文14篇；获得国家授权专利1件；培养硕士研究生毕业生1名。另外，本项目完成可为中国蛇根草属植物的深入研究及开发利用奠定基础。