永瓣藤属与近缘植物的系统关系及其生物地理学研究

本项目拟运用分子系统学和现代生物地理学的理论和方法，通过对永瓣藤属与近缘植物(卫矛亚科)的叶绿体DNA、细胞核或线粒体DNA的多个基因组或基因片段（rbcL、matK、trnL-F、18S或26S、ITS、matR等）的测序和分析，结合其形态学、解剖学、孢粉学等研究，比较外类群的性状与序列，构建形态系统树和分子系统树，联合分析类群间的系统发育关系，确定永瓣藤属的系统位置；并通过网状分支分析（NCA）和Bayes等分析，结合地史资料和相关化石证据，推断重要支系的分歧时间，探讨它们的扩散或隔离分化的历程和迁移路线，以及生物地理模式的形成机制。本研究不仅可以揭示永瓣藤属及其近缘类群的系统发育关系和生物地理模式，而且可以为卫矛科自然系统的重建提供资料，并将有助于理解我国被子植物区系的形成与演化历程。

本项目运用分子系统学的理论和方法，通过对永瓣藤属与近缘植物(卫矛亚科)的叶绿体DNA、核DNA 的多个基因片段（matK、rbcL、trnL-F、ITS 等）的PCR直接测序和分析，结合其形态学、解剖学等研究，比较外类群的性状与序列，构建形态系统树和分子系统树，分析推断永瓣藤属的系统位置及其近缘类群间的系统发育关系；并应用植物区系地理学的理论和方法探讨了我国卫矛科植物的生物地理分布模式和扩散、迁移路线。. 首次研究了永瓣藤属的群体遗传变异，群体遗传学研究结果表明，永瓣藤属ISSR克隆多样性和AFLP遗传多样性都较高，与其兼具有性繁殖、匍匐生长进行营养繁殖密切相关，研究结果也表明居群间分化明显。系统学研究结果表明分类系统位置孤立，为一单系类群，为卫矛族与南蛇藤族之间的过渡类群。其与近缘植物的3个叶绿体基因（matK、rbcL、trnL-F）序列分析表明，永瓣藤属与美登木属、巧茶属、卫矛属等有较近的亲缘关系；ITS序列分析表明，永瓣藤属与巧茶属、美登木属的亲缘关系也较近；四基因联合建树分析表明，永瓣藤属和膝柄木属及假卫矛属的亲缘关系也较近。分子系统树与物种树的结果很相近。本研究首次提出永瓣藤属的分类系统位置应重新认定：认为永瓣藤属应从卫矛族分出提升为单型族或归入南蛇藤族。. 生物地理学研究结果表明，我国卫矛科植物具有明显的亚热带性质。我国卫矛科植物大多分布于长江流域及其以南各省和台湾，尤其是西南山区。横断山区是我国卫矛科植物的分化中心和多样性中心之一，可能也是起源中心。在地史时期，卫矛科植物以此中心，向周边地区扩散，并沿着三江流域迁移。. 本研究不仅揭示永瓣藤属及其近缘类群的系统发育关系和生物地理模式，而且可以为卫矛科自然系统的重建和我国被子植物区系的形成与演化历程提供资料。