黄鹌菜属系统学研究

黄鹌菜属（Youngia Cass.）是菊科菊苣族植物，我国横断山区是其生物多样性中心，特有植物种类多。青藏高原的隆起可能强烈影响该类群的系统发育和进化。然而由于菊苣族许多分类群间存在过渡性状和连续变异，导致黄鹌菜属的系统学位置和属内种间系统发育关系存在较多的争议，是植物系统学研究中的疑难点之一。本研究针对这一问题，以黄鹌菜属为主要研究对象，并以花佩菊属的全部种类、还阳参属、小苦荬菜属的部分种类作为外类群，主要采用居群的概念，在形态学研究的基础上，主要采用分子系统学的手段，如通过对ITS、matK、rbcL、trnH-psbA、trnL-trnF、trnA等基因测序，并结合细胞学研究资料，对该属进行分类学修订、系统发育重建，为研究菊苣族的系统发育和进化提供基础资料。

本项目针对菊科菊苣族黄鹌菜属（Youngia Cass.）及近缘属的分类学界限不明显，许多分类群间存在过渡性状和连续变异，导致黄鹌菜属的系统学位置和属内种间系统发育关系存在较多的争议的问题，在形态学、细胞学研究资料研究的基础上，结合分子系统学研究，对该属进行了分类学修订、系统发育重建，并对其遗传多样性特点在转录组水平上开展了初步研究，为研究菊苣族的系统发育和进化提供了有价值的新资料。研究结果如下：.孢粉学研究表明根据萌发孔的数目和极面刺的数目，黄鹌菜属及近缘属的花粉可划分为6种花粉类型。其中黄鹌菜属包含四种花粉类型，这些花粉类型反映了Babcock & Stebbins对黄鹌菜属下组的系统分类。孢粉学形态特征不能为属间的分类提供证据，但能为黄鹌菜属下组间的分类学研究提供依据。孢粉学研究不支持黄鹌菜莲座组独立成属。孢粉学特征表明羽裂组不是单系类群，该组下物种间的系统学关系需要进一步深入研究。总序黄鹌菜的花粉特征不同于黄鹌菜属的其他物种，其系统学位置有待于进一步考证。.细胞学研究证实了黄鹌菜属的亚高山种类如Youngia palacea，Y. pilifera等物种是多倍体（四倍体）。分子系统学分析研究表明心叶黄瓜菜P. humifus应该是黄鹌菜的成员。黄瓜菜属Paraixeris Pak & Kawano的大部分物种应该归入假还阳参属Crepidiastrum，Shih & Kilian (2011)划分的假还阳参属12个物种除P. humifusa外，是单系类群。本研究支持Y. diversifolia，Y. nansiensis是假还阳参属的成员，重新澄清了这些有争议的物种的分类学地位。.对日本黄鹌菜进行了转录组测序，获得了21,847,909个转录本，鉴定了51,850个基因，其中46,087个基因在NCBI Nr数据库中获得注释，41,752个基因在Swiss-Prot数据库获得注释。9,125个基因组成KEGG数据库中的163条代谢通路，发现了3,648条简单重复序列(SSRs)。5596个基因参与了防御反应，1344个基因参与了信号传导。大量的SSRs有利于开发新的分子标记。这个研究将对黄鹌菜属在基因组水平上的遗传多样性研究，甚至菊苣族遗传多样性研究提供有价值的线索。