泡桐属（广义玄参科）及其近缘类群的系统学研究

To verify familial placement and investigate interspecific relationships of Paulownia, and to evaluate the phylogenetic relationships among Paulownia and its allies, we conducted phylogenetic analyses of multi gene regions (from all three plant genomes, i.e., nucleus, plastid, and mitochondrion). In addition，a series of studies including extensive field observation and examination of specimens, floral ontogeny, seed morphology and palynology will be conducted in Paulownia and its relatives. Combined evidence from molecular and morphological data, we will reconstruct phylogeny of Paulownia and its allies，and assess the homology and evolutionary trends of morphological characters in these taxon. The survey on Paulownia and its allies will not only be dealt with these chronically debated systematic problems, but also provide the important genetic foundation for breeding high-quality seed and protecting the germplasm resource of Paulownia.

本项目拟选用来自三个基因组（即叶绿体、线粒体和核基因）的多个基因片段，对泡桐属及其近缘类群进行分子系统学研究，分析泡桐属的科级系统位置、属下种间系统发育关系、及其与近缘类群的系统发育关系。并对泡桐属及其近缘类群形态特征进行野外观察和室内标本研究，选择典型代表种类，开展花发育、种子形态学、细胞学和孢粉学研究。将形态学数据与分子数据联合，全面分析，重建泡桐属及其近缘类群的系统发育，揭示上述相关类群形态性状的同源性和演化趋势。本项目的完成不仅解决泡桐属系统位置的争议问题，而且为泡桐属植物种质资源保护、优良品种的选育提供重要的理论基础。

本项目选用来自三个基因组（即叶绿体、线粒体和核基因）的多个基因片段，对泡桐属（Paulownia）及其近缘类群进行分子系统学研究。基于分子系统学和种子微形态特征等研究结果表明（1）泡桐族（Paulowieae ）并不是一个单系类群，其中泡桐属所有物种构成一单系分支，应提升到科的等级（Paulowniaceae），其下仅包含泡桐属；来江藤属（Brandisia）隶属于列当科（Orobanchaceae），与翅茎草属（Pterygiella）构成姐妹群关系；美丽桐属（Wightia）与泡桐属和透骨草亚科（Phrymoideae）亲缘关系较近。（2）泡桐属内白花泡桐（P. fortunei）与南方泡桐（P. taiwaniana）亲缘关系较近，川泡桐（P. fargesii）与台湾泡桐（P. kawakamii）构成姐妹群关系，毛泡桐（P. tomentosa）可能是杂交种兰考泡桐（P. elongata）的母本。（3）原广义玄参科的苦玄参属（Picria），方茎草属（Leptorhabdos），毛麝香属（Adenosma），目前分别隶属于母草科（Linderniaceae），列当科和车前科（Plantaginaceae）；苦玄参属隶属于母草科，且与母草属（Lindernia）亲缘关系最近，方茎草属隶属于列当科，与马先蒿属（Pedicularis）构成姐妹群关系，毛麝香属隶属于车前科的水八角族（Gratioleae），与水八角属（Gratiola）、虻眼属（Dopatrium）、石龙尾属（Limnophila）构成姐妹群关系。上述研究的完成不仅解决泡桐属系统位置的争议问题，而且为泡桐属植物种质资源保护、优良品种的选育提供重要的理论基础。