唇形科香薷属的分类修订和系统演化

香薷属Elsholtzia 属于唇形科荆芥亚科Nepetoideae香薷族Elsholtzieae，全球约有39种，分布于热带非洲至亚洲，以亚洲为主，云南为分布中心。香薷属的大多数种类为药用植物、香料植物和蜜源植物，具有较高的经济价值。该属在种类划分和属的系统位置方面各家意见分歧较大。本属现有染色体、花粉形态、果皮特征方面的零星报道；分子系统学仅涉及本属的一个种。资料的短缺使得本属的系统位置和属内关系不清晰。基于前期工作的基础发现香薷属内种间形态变异较为复杂，有些性状仅通过标本材料进行观察无法获取，部分性状的误判可能是造成本属在种类划分和属下系统意见分歧较大的重要原因。本项目拟选择分支分析、果皮形态、花粉形态和分子系统学等方法，在对香薷属进行分类学修订的基础上，阐明属的界限、属内的系统演化和分类系统。本项目的研究对整个香薷族系统演化的研究具有科学意义，对本属经济植物的开发利用具有实践意义。

香薷属（Elsholtzia Willd.）是以中国为主要分布区的类群，本属现被置于荆芥亚科香薷族，香薷属是否为单系以及属下分类系统是否合理仍有疑问。本研究对本属存在的问题进行探讨，主要研究结果如下：1．茎叶的解剖：完成了茎叶的横切面特征和叶表皮细胞、气孔器的观察。叶片表面角质膜对种的划分提供了重要的解剖学证据。毛被特征为组的划分提供了辅助的形态学证据。2．果实形态学：果实表面纹饰以网格为主。根据果实着生点位置、果皮有无粘液细胞和果实表面纹饰将果实可划分为5类型，其中类型5又划分为3个亚型。香薷属的果实形态特征具有明显的系统学意义，其对种的描述鉴别也是有用的。3．分子系统学：基于psbA、trnL-trnF、rbcL和ITS四个DNA序列的分子系统学研究表明香薷属不为单系。将分子系统学的结果与形态特征相结合认为，野苏子（E. flava）和大黄药（E. penduliflora）应独立成属，而本属余下的种类则构成稳定的单系类群。明确属界限后的香薷属在属下分为三个分支，其中原穗花组（Sect. Aphanochilus）明显分为两个分支，香薷组（Sect. Elsholtzia）得到支持，而Press的宽苞组（Sect. Platyelasma）明显是由香薷组（Sect. Elsholtzia）和穗花组（Sect. Aphanochilus）中的一个分支杂交形成。由此支持香薷属在属下应有四个分支。4．分类系统与修订：在对茎叶的解剖、果实形态学和分子系统学研究的基础上，通过模式标本和馆藏标本的查阅，并结合野外观察和新鲜材料的花部解剖，对香薷属进行了分类修订。首先确定野苏子（E. flava）和大黄药（E. penduliflora）应独立成新属—假香薷属（Pseudelsholtzia C. X. Pu, W. Y. Chen et Z. K. Zhou）。其次，明确香薷属约37种，我国约有32种，2变种。香薷属可分为四个组，其中狭苞组（Sect. Stenelasmeae）为新组。最后，建立了三个新种，提出了五个新异名。 本项目共发表研究论文3篇，其中SCI论文1篇，项目培养了1名博士研究生。项目完成了各项考核指标，实现了预期的学术目标。