重要观赏资源植物大戟科石栗族的分类学、系统学和种质资源研究

All species of tribe Aleuritideae(Euphorbiaceae) are considered as important ornamental plants with the great potentials in the futher domestication and cultivations. Species and genus boundaries are unclear in this tribe, which also results in the unclear interspecific and intergeneric relationships. In this project, we will conduct an extensive field exploration and examine morphological and molecular (barcoding DNA region) variations at the populations. Based on these variations, we firstly determine how many species should be recognized within this tribe and then according to the morphological and moecular gaps, determine how many genera should be retained for them. Based on the genetic data, we will construct a phylogenetic tree for these species and genera, which will allow us to establish a total phylogenetic frame for this tribes and the close ones. Finally, based on the newly determined species circumscription, we aim to collect germplasms (including both DNA and seeds) for each species at population level and introduce major populations of each species in the botanical gardens. These collections and alive plants will be highly useful for diverse utilizations of this tribe in the future.

大戟科石栗族是重要的观赏资源植物，具有重要的育种和开发价值。该族属间、种间界限不清楚，从而导致种间、属间的系统发育关系也十分模糊。我们拟在全面的野外调查的基础之上，检验该族所有物种的广义形态性状和分子条形码（barcoding）序列在居群水平上的变异；重点利用分子条形码标记对形态性状变异进行相关性判定，确认该族应划分为多少个物种、多少个属；并同时利用分子条形码序列和其它变异适中的DNA序列，建立物种之间、属之间的系统发育关系，为将来的资源利用提供分类学、系统发育框架。最后，以新确定的物种为单位，收集每个物种多个居群的种质资源（包括DNA和种子）做永久保存，并将种子栽培成活，为将来引种、育种和大规模扩繁提供丰富的资源基础。

大戟科石栗族植物是重要的观赏资源植物，具有重要的育种和开发价值。但该族属间、种间界限不够清楚，种间、属间的系统发育关系也不明确。我们在全面的野外调查的基础上，检验该族所有物种的广义形态性状和DNA条形码序列在居群水平上的变异；重点利用分子条形码标记对形态性状变异进行相关性判定，确认该族应划分为多少个物种、多少个属；并同时利用分子条形码序列建立物种之间、属之间的系统发育关系，为将来的资源利用提供分类学、系统发育框架。主要结果如下：. 本项目自批准以来，申请人严格按照项目预定的研究内容和研究方案，积极开始项目的实施和进度的执行。我们先后到云南、海南、广西、贵州等地进行了多次野外调查，共收集到油桐属、东京桐属、石栗属以及三籽桐属40多个居群物种的DNA材料、种子材料、和标本，其中DNA材料396份，标本 68份，种子材料共22份。在收集材料的同时，详细记录了分布区各居群的种群大小、生境特点、表型特征、物候期以及花果等性状特征。另外，通过实地考察，基本上摸清了我国石栗族物种的分布情况以及资源家底。通过观察、统计和鉴定发现，我们目前收集到的石栗族四个属形态特征在居群范围内变异小（或无变异），居群间有一定程度的形态变异，不同属间的表型性状差异较明显，没有过渡性状和疑似杂交现象发生。我们筛选出ITS、rbcL、psbA-trnH、trnL-F以及matK五个序列作为该类群的DNA条形码，目前获得了所收集材料的所有DNA序列。通过序列比对和系统发育分析比较表明，该族植物在系统发育树上以很高的支持率聚为4大支，即我们通认的4个属，8个物种，且ITS序列可以对该族的所有物种进行甄别，如果辅以任何一套叶绿体片段，鉴别率将更高，达到100%。系统发育关系表明，该族的4个属并没有聚在一起，没有形成一个单系群，且该族4个属相互之间没有很近的亲缘关系。另外，我们还完成了东京桐、油桐、木油桐和石栗四个物种的叶绿体基因组测序、组装和注释，分析了基因组中的重复序列，并且与已发表大戟科物种叶绿体基因组数据进行了基因组特征比较分析，这些数据结果和种质材料将为今后石栗族物种资源保护和利用打下基础。