玉兰属的分类学修订

玉兰属是木兰科的一个自然类群，我国北亚热带和暖温带为该属的分布中心，因其形态变异式样复杂，在组的划分、种类界定上存有较多争议。本项目拟考证过去两个世纪文献中发表的种类，重点研究近二十年国内外学者发表新种的模式，通过野外居群调查和居群采样以及蜡叶标本研究和在两个种质资源圃中进行活体材料栽培观察，结合属内不同类群之间杂交后代的性状分析，比较该类群各个种的形态学性状变异式样，寻找种类界定最主要的分类学特征；研究属内各种的染色体数目、核型特征及减数分裂行为，探讨染色体多倍化过程及其在该类群进化和物种形成中的意义；可靠的细胞学信息结合翔实的形态学、地理学和孢粉学研究结果，对玉兰属进行全面分类学修订。.对该属全面的分类学修订和细胞学研究，不仅可为木兰科其他类群的研究提供范例，对研究原始被子植物的适应性进化也具有重要的理论和应用价值。分类学修订，也利于该类群植物的资源利用和保护生物学研究。

本项目从标本查阅开始，基于大量的野外实地考察和资料收集、形态数据分支分析，接合相应的细胞学、孢粉学、分子系统学研究对玉兰属进行了分类修订。 .　　　主要工作如下：对玉兰属14个省144个野外居群进行了实地考察，共采集20个类群的959号标本3000余份；采集嫩叶、花瓣等DNA材料387份；采集花粉123份，用于孢粉学研究和杂交育种工作；采集植物接穗487份，并成功保存活材料164号1000余株，用于实验分类学的形态比较观察、细胞学、解剖学和分子生物学研究的采样之用；对17家相关单位收藏的共计6702份木兰科植物标本，主要是玉兰属植物的标本，进行了细致的研究并拍照；利用扫描电镜对玉兰、望春玉兰、渐叶玉兰等12个种的花粉纹饰进行了研究；完成景宁玉兰、华中玉兰、宝华玉兰等10个类群的染色体数目鉴定；完成了武当玉兰、日本辛夷、渐叶玉兰等18个种及其种间杂种的来自60个不同种源的的花粉母细胞染色体减数分裂行为观察，结果显示，在二倍体野外居群中存在倒位杂合等结构杂合现象，多倍体玉兰类群有同源和异源两种种源发生方式，而紫玉兰在遗传达到稳定前因人为破坏而在野外消失；为从复杂的形态变异信息中找到符合系统发育进程的规律，选用matK、rbcL和trnH-psbA 3个通用序列及自行筛选的叶绿体基因间隔区序列petA-psbJ、psbE-petL、trnT-psbD作为DNA条码对玉兰属16个种45个居群共267份野生来源样品进行了序列比对，结果显示分布于亚洲的玉兰属植物可分为三个类群，即二倍体类群、东部多倍体类群、西部多倍体类群。. 本属系统修订结果如下：将玉兰属25种归并为11种9变种2变型，1个存疑种。其中分布于中国有7种8变种2变型，1个存疑种；本属形态特征的进化方向为：株型由乔木到灌木进化；花被片数目从9瓣到12瓣至多数；花被片形态从内外同形到外轮花被片萼片状；花被片颜色和数目的个体间变化在一定范围内有较大的随机性；从低海拔到高海拔分布，玉兰属植物的毛被会增多、颜色加深、毛增长，但同居群的不同个体间毛被多寡有明显差异；玉兰属跟含笑属是两个单系类群，有着相对独立起源和演化历程。. 主要研究成果：撰写论文12篇，正式发表3篇；项目部分内容获“2012年深圳市自然科学奖”“广东省科技进步三等奖”；获国家林业厅新品种专利授权5个；培养研究生3名。