亚洲爵床属杜根藤组的分类修订

Justicia sect. Harnieria take an important part in the core groups of Acanthaceae with tropical and subtropical regions of Asia being one of its distribution centers, and comprises about 30 species in Asia without any systematic taxonomic revision. The taxonomy of this section, however, has been extremely controversial on several issues. Firstly, it has disagreement on the sectional delimitation and the infra-sectional classification system was still unclear. Secondly, the characteristics of the section between species are so subtle that it is hard to be used for clarified the taxa. Thirdly, the distinguishing characteristics that depend were unreasonable, which lead to improper species delimitation. Fourthly, natural hybridization may occur in the section. The present program will analyze the variation pattern of characters, discuss its evolutionary trends and evaluate its taxonomic significance. A new infra-sectional classification will also be established. The taxonomic revision of Asian sect. Harnieria will finally be finished for the first time based on the herbarium specimen examination, field investigation and the studies on morphology of pollen and seed, floral ontogeny, cytology and molecular evidence. New DNA barcodes or combinations of barcodes that suitable to those recently evolved taxa will be explored for fast automatic species identification. This study will have significance for the speciation of taxa in Justicia sect. Harnieria, as well as provide materials and scientific basis for further multi-disciplinary comprehensive research.

爵床属杜根藤组植物是爵床科核心类群的重要组成部分，亚洲热带、亚热带是其分布中心之一，约有30种，但目前尚未进行过系统的分类修订。亚洲该组植物的种类划分极为混乱：1. 组的范畴存在争议，组下分类系统不完善；2. 种间区别特征细微，分类困难；3. 区别特征依据不合理，物种划分存在问题；4. 可能存在自然杂交种或杂交居群。本项目将在标本查阅和野外考察的基础上，对该组植物主要分类性状：花粉、种子、染色体及花发育等方面进行研究，分析各形态性状的变异式样，评价其分类学意义，并应用分子系统学数据确定组的范畴，探讨组内系统发育关系，建立组下分类系统，完成亚洲杜根藤组植物的分类修订。同时开发适用于该组植物物种鉴定的DNA条形码片段或片段组合，实现对该类群物种进行快速的自动鉴定。本研究将为今后开展该组植物的物种形成和多学科的综合研究奠定基础。

杜根藤组sect. Harnieria隶属于爵床科广义爵床属，亚洲是其分布中心之一，约30种，但目前尚未进行过系统的分类修订。亚洲该类群种类划分极为混乱——组的范畴存在争议、组下分类系统不完善、种间区别特征依据不合理，物种划分存在问题、可能存在自然杂交种或杂交居群等。针对以上问题，本研究对亚洲该类群进行了叶表皮形态学、孢粉学、种子、染色体、分子系统学和DNA条形码的研究，对该类群的主要性状进行了全面研究和分析，完成了亚洲杜根藤组的分类修订。主要结果如下：. 1.观察了25种的叶表皮微形态、24种的花粉形态、31种国产广义爵床属植物的种子微形态和3种杜根藤组植物的染色体，为该类群的分类处理提供形态学、孢粉学和细胞学的证据支持。. 2.选取了ITS，trnH-psbA和trnS-trnG片段对爵床族Justicieae植物67种进行分子系统学研究，结果表明：①杜根藤组为支持率较高的单系类群，但是无法进行组下系统发育关系的重建。②国产广义爵床属并非单系。③杜根藤组与狭义爵床属构成姐妹支，而与野靛棵属、驳骨草属关系较远。. 3.在文献考证、标本查阅和野外调查的基础上，综合评价了杜根藤组各形态性状的分类学意义，完成了亚洲该类群植物的分类修订，澄清了诸多具分类学争议的物种划分和名实问题。确认亚洲杜根藤组植物共29种，发表或待发表新种4种；澄清了Dicliptera cyclostegia的名实问题，提出新组合3个、新名称1个；归并5个名称为异名；恢复前人错误归并的种3个；指定后选模式8个；澄清了大叶赛爵床在我国并不分布，且并不属于杜根藤组；《中国植物志》收录的J. loheri实属J. multinodis的错误鉴定。. 4.采用遗传距离法、序列相似性法和基于系统树构建的分析方法，探讨 6个DNA条形码片段（rbcL，matK，trnH-psbA，trnS-G，ITS和ITS2）以及不同片段组合在亚洲杜根藤组97个样品24个分类群中的物种鉴定能力。结果表明单个片段和各片段组合的物种分辨率均不高，不足以推荐可作考虑的条形码片段。. 本研究将为亚洲杜根藤组的物种鉴定及保护提供基础数据和鉴定依据，为今后完成世界性的分类修订和物种形成研究奠定基础。.