甘蔗复合群的系统学研究

甘蔗复合群(Saccharum complex)由重要的栽培糖料作物甘蔗(Saccharum officinarum)所在的甘蔗属(Saccharum)和四个关系较密切的芒属(Miscanthus)、硬蔗草属(Sclerostachya)、河八王属(Narenga)以及蔗茅属(Erianthus)组成，共有约44种植物，主要分布于热带亚热带地区。该复合群中的甘蔗属与芒属植物是应用前景广阔的新生物能源作物，但该复合群内属间，以及及属下种间的系统发育关系至今仍不清楚。本研究拟通过结合形态性状统计分析和分支分析方法以及综合利用多基因片段的分子生物学手段对甘蔗复合群进行系统学研究，明确划分该复合群内各属的界限、明确甘蔗复合群的系统发育关系，建立一个更自然的分类系统，为能源作物的选种育种、合理利用及有效保护提供科学基础。

本研究在开展过程中，由于基于一个核基因片段(ITS)和四个叶绿体基因片段(trnL-F, trnT-trnL, atpI-atpH, psbA-trnH)构建的甘蔗复合群(Saccharum complex)系统树的分辨率不高，且树形多为梳子状，所以后期调整了计划，将研究范围扩大，新增了甘蔗亚族(Saccharinnae)的样品采集和实验分析以及GenBank中甘蔗亚族乃至须芒草族的相关DNA序列，得出了须芒草族的分子系统树，然而由于须芒草族或甘蔗亚族内部的网状进化仍十分复杂（如杂交、渐渗），而且所涉物种的成种时间很短，大多数可能为杂交起源，所以大范围的分子系统树分辨率仍然有限，树形仍有大部分梳子状部分，物种间乃至属间的系统发育关系，难以用目前有限的数据理清。在利用叶表皮微形态和分子数据相结合的过程中，上表皮和下表皮的乳突特征被发现可以作为一个较好的区分不同属间的性状，然而利用SAS统计学软件分析数量性状数据时，得出的主成分分析图也不甚理想，最后对叶表皮微形态数据列表进行了描述分析。本研究数据有助于对甘蔗复合群乃至须芒草族的系统亲缘关系的进一步了解，然而由于物种可能存在的杂交起源，以及类群内部的网状进化复杂，甘蔗复合群、甘蔗亚族乃至须芒草族属间和种间的系统发育关系仍有待深入探讨。