石灰岩地区3个特有属蕨类植物的系统学研究

该研究项目以经典分类学为基础，以实验分类学为手段，宏观研究与微观研究相结合，对石灰岩地区3个特有属肿足蕨属、龙津蕨属和爬树蕨属植物进行形态学、解剖学、配子体发育、细胞学、孢粉学和分子系统学研究，尤其是查清各类群的染色体数目，分析其染色体基数、染色体组型、多倍体的形成及各类群的繁殖方式；结合其它学科资料，全面系统地探讨各类群的自然分类、各类群所在属的划分、属的系统位置等问题；为解决这些类群的分类、演化及属的划分提供科学依据。这对石灰岩地区特有蕨类植物的起源与演化规律的探讨亦具有重要的意义。

本项目按申请书的研究计划进行，已按质按量地完成了项目的研究内容，达到了预期目标。本项目撰写论文15篇，其中已出版发表SCI论文1篇，核心期刊论文7篇，公开出版的论文集文章3篇，国内学术会议论文集摘要2篇，待发表SCI论文2篇，参加国内学术会议2次并在大会上报告，培养硕士研究生4名，其中2人已毕业。.该项目以经典分类学为基础，以实验分类学为手段，宏观研究与微观研究相结合，对石灰岩地区3个特有属肿足蕨属、龙津蕨属和爬树蕨属植物进行形态学、解剖学、配子体发育、细胞学、孢粉学和分子系统学研究，查清了各类群的染色体数目，分析其染色体基数及各类群的繁殖方式；结合其它学科资料，全面系统地探讨各类群的自然分类、各类群所在属的划分、属的系统位置等问题。结果如下：.1、完成了肿足蕨属9种植物的染色体数目及繁殖方式研究；其中8个种：稻城肿足蕨n=41、福氏肿足蕨n=40(40 II)、n=80(40 II+40 I)、2n=120、球腺肿足蕨n=41、2n=82、2n=123、修株肿足蕨n=41、光轴肿足蕨n=41、滇边肿足蕨n=41、山东肿足蕨n=40和鳞毛肿足蕨n=41的染色体数目为首次报道；肿足蕨n=82（41II+41I）、2n=123的染色体数目为新的细胞型。确定了肿足蕨属的原始基数为x=41，次生基数是x=40。该属染色体发生非整倍性变异，染色体数目进化的趋势为下降性变异。根据有性二倍体、四倍体和无融合三倍体种类的分布，初步确认本属植物系喜马拉雅起源，向东北亚内陆及日本进行扩散。综合证据表明肿足蕨属与金星蕨科、鳞毛蕨科、蹄盖蕨科和大膜盖蕨属都有较大差别，支持秦仁昌（1975）将肿足蕨属独立成肿足蕨科的观点。但细胞学和基因rbcL、trnL-F间隔区、rps4-trnS序列系统发育树显示肿足蕨属和大膜盖蕨属有密切的关系。.2、首次报道了中国产2种爬树蕨属植物爬树蕨和桂南爬树蕨的染色体数目n=40，2n=80(2x)，是有性生殖二倍体。综合证据表明其与肾蕨科、条蕨科或叉蕨科都有一定区别，支持刘红梅等（2013）将其独立成科的观点。但爬树蕨rbcL基因和rps4-trnS基因的分子系统学表明其与叉蕨科关系密切。.3、首次报道了龙津蕨的染色体数目2n=76，是有性生殖二倍体。综合证据表明龙津蕨与毛蕨属植物有较大区别，不宜归并。支持秦仁昌（1978）把该种独立成龙津蕨属的观点。