广义伏石蕨属的分类学研究

广义伏石蕨属隶属于水龙骨科瓦韦亚科，为一单系类群，亚洲亚热带和热带分布，其分布中心在中国的亚热带地区。由于植株细小，叶形简单，可用于分类鉴定的特征不稳定，细微和难以把握，关于这群植物的分类存在巨大的争议。本立项将在标本室分类研究的基础上，进行野外居群调查，运用统计学和多变量分析方法，分析性状在居群内和居群间的变异，同时采集活植株和标本材料，进行细胞染色体计数调查。通过对宏观和微观形态特征的观察分析，结合生态和地理分布资料，重点分析比较稳定的分类性状，以及染色体数目、倍性、核型等各方面资料，深入探讨物种的划分问题，参考分子系统发育分析结果，修订和完善该群植物的分类，完成伏石蕨属的世界性分类专著。野外调查也将收集居群分子材料为后续开展分子标记和谱系生物地理学的分析积累材料。

广义伏石蕨属Lemmaphyllum (s.l.)隶属于水龙骨科，为小型附生蕨类，其分类问题一直存在很大争议。本研究以居群思想为指导，开展野外调查和标本采集，通过形态性状的多变量统计分析，分子系统学和流式细胞技术，结合地理分布对伏石蕨属的范围和物种划分进行了深入研究。采用4个叶绿体基因片段进行的系统发育分析表明广义伏石蕨属应包括伏石蕨属Lemmaphyllum，骨牌蕨属Lepidogrammitis和高平蕨属Caobangia，而东南亚分布的Weatherbya应该划分到瓦韦属Lepisorus。这些结论也得到形态学和地理分布证据的支持。对国内外1300多份伏石蕨属植物标本进行了观察和重新鉴定，选取24个数量性状和13个质量性状对558份标本进行的多变量统计分析表明伏石蕨包括3种和2变种，根状茎和叶柄基部的鳞片及叶片表面水囊具有重要分类学价值。染色体计数发现西藏墨脱的肉质伏石蕨2n=75，可能是基数为25的三倍体或基数为36的非整倍体。流式细胞实验的结果显示伏石蕨属的基因组大小变异很大，可能有多种倍性。本研究基于大量标本及分类性状的研究，综合了宏观，微观性状及地理分布，将伏石蕨属做出来比较自然的分类处理，首次探讨了伏石蕨属基因组大小，为蕨类植物进化类群的物种形成与分化研究提供借鉴，并为后续开展谱系地理学和物种形成研究奠定了基础。