基于ITS序列探讨杜鹃属的亚属和组间系统关系

首次报道了15种杜鹃属(Rhododendron)植物、1种杜香属(Ledum)植物和Cassiope fastigiata的内转录间隔区(ITS) (包括5.8S)序列.加上从GenBank下载的13种杜鹃属植物和Bajiaria racemosa的ITS序列,以C. fastigiata和B. racemosa为外类群,用最大简约法对杜鹃属的亚属和组间的系统关系进行了分析.结果表明: 1)杜鹃属是一个单系类群,叶状苞亚属为杜鹃属的基部类群; 2)杜香属确应归并到杜鹃属中,且与有鳞杜鹃亚属有较近的亲缘关系; 3)有鳞杜鹃亚属和杜香构成一个单系分支,该分支是其余无鳞杜鹃花的姐妹群; 4)由无鳞杜鹃花组成的一个分支的内部支持率较低,其中常绿杜鹃亚属和映山红亚属均为内部支持率很高的单系类群,而羊踯躅亚属和马银花亚属均为多系类群; 5)在马银花亚属中,长蕊杜鹃组和马银花组均分别得到强烈支持,马银花组与异蕊杜鹃亚属可能构成姐妹群关系,异蕊杜鹃亚属和马银花组组成的一个分支可能与映山红亚属构成姐妹群关系.     

果皮和种皮微形态特征在杜鹃花属系统学研究中的应用

采用扫描电子显微镜对国产杜鹃花属Rhododendron6个亚属的代表种和近缘类群杜香属Ledum杜香L.palustre的果皮和种皮微形态特征进行观察,对杜鹃花属植物果皮微形态特征进行了系统描述,并通过比较现存杜鹃花属植物和种子化石,新发现一些居间的种子类型。结果表明,果皮和种皮微形态特征具有一定的系统学意义。叶状苞亚属subgen.Therorhodion的叶状苞杜鹃R.redowskianum的果实有短而疏的刺毛,无气孔,种子为无翅类,扁平,外围轮廓长椭圆形。杜鹃亚属subgen.Rhododendron植物果皮为百合花杜鹃型,具有鳞片,气孔器散生于指状突起之间,与叶表皮的微形态特征一致,其种子为百合花杜鹃型,表面具宽而浅的沟,呈脑纹状,有别于无鳞类杜鹃花。常绿杜鹃亚属subgen.Hymenanthes果皮为云锦杜鹃型,其角质层表面不规则,无表皮毛,偶见气孔;种子为云锦杜鹃型。映山红亚属subgen.Tsutsusi果皮为岭南杜鹃型,密生长表皮毛,角质层致密;种子为南边杜鹃型和岭南杜鹃型。微形态特征与“常绿杜鹃亚属和(国产)映山红亚属均为内部支持率很高的单系类群”的分子系统发育研究结果一致。马银花亚属subgen.Azaleastrum的马银花组sect.Azaleastrum和长蕊杜鹃组sect.Choniastrum微形态区别明显,支持各自为独立的单系类群。羊踯躅亚属subgen.Pentanthera的羊踯躅R.molle果皮特征明显,可与其他亚属区分,但种子类型更接近常绿杜鹃亚属。本研究结合分子系统发育资料和叶表皮微形态特征讨论了一些近缘类群的系统发育关系;研究结果支持将腺萼马银花处理为独立的种。     

基于ITS序列探讨杜鹃花属马银花组的系统发育

以杜鹃花属叶状苞亚属Rhododendron　subg. Therorhodion (Maxim.) Gray 的叶状苞杜鹃R. redowskianum Maxim.为外类群,使用PAUP4.0b8软件对马银花亚属sub g. Azaleastrum Planch.的马银花组sect. Azaleastrum (Planch.) Maxim. 7种1 变种和长蕊杜鹃组sect. Choniastrum Planch. 2种及2个相关的单型亚属（异蕊杜鹃 亚属subg. Mumeazalea Max     

基于ITS序列分析探讨杜鹃属映山红亚属的组间关系

以叶状苞亚属的叶状苞杜鹃为外类群,以杜鹃属映山红亚属（subg.Tsutsusi)2组12种杜鹃和羊踯躅亚属（subg.Pentanthera）3种4种杜鹃的ITS区（包括5.8S rDNA)的序列了系统学分析。3个亚属的ITS区序长度范围为642－645bp。排序后ITS区的序列长度为653个位点,gap做缺失处理时,变异位点和信息位点分别占6．58％和3．68％。运用PAUP4．0软件分析,获得15个最简树,步长为75,一致性指数（CI）和维持性指数（RI）值分别为0．9333和0．9515,利用15个最简约树获取严格一致树,结果表明：1）映山红亚属为一单系类群,其内部支持率为81％;2）不支持将R.ashiroi独立成假映山红组,也不支持将R.tashiroi并入映山红组,而支持将R.tashiroi并入轮生叶组中的观点;3）支持将R.tsusiophyllum并入映山红组中的观点;4）大字杜鹃的系统位置还需进一步的研究。     

中国榕属榕亚属植物的系统发育初探

对分布于中国的榕亚属植物的15个种和2个变种(分别代表榕亚属的3个组)的nrDNA的ITS序列和系统发育关系进行分析。结果表明,榕亚属是非单系起源,其中榕组构成了一个独立的单系群,与无花果亚属有较近的亲缘关系,而与榕亚属其它组间并未表现出近缘关系。榕亚属的其它5个组构成一单系群并得到中度的支持率。来自中国的种类分别聚在相应的组内。但环纹榕组被分成2个单支,其中来自中国的大叶水榕(F.glaberrima)和环纹榕(F.annulata)构成一个分支,二者表现较近的亲缘关系。榕亚属的亚洲特有组印度榕组在ITS树中聚在环纹榕组的另一个分支中,但它与此组其它种的亲缘关系并不清楚。     

32种杜鹃花属植物亚属间杂交的可育性研究

为探索杜鹃花属植物亚属间杂交的可育性规律,该文对常绿杜鹃亚属(subgen. Hymenanthes)、杜鹃亚属(subgen. Rhododendron)及马银花亚属(subgen. Azaleastrum)、映山红亚属(subgen. Tsutsusi)和羊踯躅亚属(subgen. Pentanthera)的亚属间杂交进行了研究,共涉及杜鹃花属植物5亚属15亚组32种,杂交组合118个。结果表明:(1)杜鹃花属植物的亚属间杂交存在明显的生殖障碍,其可育性水平与亚属及其类群组合有关,高、中、低与不育比例为2∶16∶8∶92,可育比例仅20.0%,杜鹃亚属与马银花亚属等4个亚属级组合杂交未显现可育性。(2)亲本杂交组合方式对亚属间杂交有不同程度的影响,一些类群组合有明显的向性。以杜鹃亚属做母本与常绿杜鹃亚属的云锦杜鹃亚组杂交的可育组合比高于反交,且在有关大王杜鹃、粘毛杜鹃、露珠杜鹃和马缨花的杂交中也是如此,但与银叶杜鹃亚组杂交正好相反;另外,12对单向可育组合,分布于常绿杜鹃亚属与杜鹃亚属等4类亚属级杂交组合中。(3)杜鹃花属的亚属间杂交不亲和与败育现象明显,不可育组合百分率占80%,不能坐果是败育的主要表征,所有可育组合的绿苗率比值和单位种子数比值无一例达到相应母本的自然授粉水平。(4)双亲系统分类上的关系对亚属间可交配性具有重要影响并与可育程度一致,染色体倍性也有一定的作用。(5)有关研究为探索和认识杜鹃花属植物亚属间进化遗传联系提供了新的证据和思考,银叶杜鹃亚组可能是解释常绿杜鹃亚属与杜鹃亚属进化遗传联系的重要类群,杜鹃亚属的多鳞杜鹃可能与常绿杜鹃亚属具有广泛的血亲关系,其中多鳞杜鹃与岷江杜鹃彼此为生态相邻种并有可能在长期的演化过程中有遗传渗透,百合花杜鹃和毛肋杜鹃分别与映山红亚属、腺果杜鹃与马银花亚属,越峰杜鹃和繁花杜鹃分别与映山红亚属,大白杜鹃与羊踯躅亚属间的联系均需要深入研究。     

中国杜鹃花属植物地理分布型及其成因的探讨

依据植物分类学和地理学研究成果,尤其是从中国东部到西端喜玛拉雅杜鹃花类群分布及其现代与历史环境变化和规律,在已有的3个亚属级分布型的基础上,尝试建立了由7组和49亚组构成的11个杜鹃花属组与亚组级分布型体系。研究结果表明,该分布型体系展示了我国杜鹃花属植物类群在我国东部到西端的4个基本地理单元的分布面貌,尤其是展示了以杜鹃花亚属和常绿杜鹃亚属为主的不同大小、不同性质与不同进化程度的亚组级单位在上述分布体系中的位置与数量分布,从而揭示了我国东西向地形阶地由低到高和新生代以来生物地史由较稳定区到巨变区延展变化对杜鹃花属类群分布格局带来的巨大影响。指出,我国杜鹃花属植物的组与亚组级中的大类群、较广布群、原始群和常绿杜鹃类群的分布区或集中分布区偏向狭义横断山及其以东;反之,小类群、狭域与特有群、进化类群和有鳞类群的分布区或分布重心偏向(狭义)横断山及其以西。川西山地、狭义横断山、喜玛拉雅山既是杜鹃花属植物的集中分布区,也是某些类群扩散、迁移的地理屏障,对我国现代杜鹃花分布区及其分布格局的形成具有重要影响;东西向的地理环境变化是我国杜鹃花植物属下类群及其分布型变化的主轴。     

中国杜鹃花属的叶表皮特征及其系统学意义

通过光学显微镜和扫描电镜对国产杜鹃花属Rhododendron6个亚属48种4变种植物的叶表皮特征进行观察,结果表明叶表皮的鳞片、腺体、表皮毛的有无和气孔器的类型具有一定的系统学意义。光学显微镜下可见：叶表皮细胞形状为多边形、不规则形,垂周壁式样为较平直、浅波状和波状．气孔器普遍存在于下表皮,上表皮未见气孔器分布,其类型均为无规则形。杜鹃亚属subgen．Rhododendron叶表皮具有鳞片,在扫描电镜下可见气孔器散生于指状突起之间,有别于无鳞类杜鹃花。常绿杜鹃亚属subgen．Hymenanthes和映山红亚属subgen．Tsutsusi有多种不同叶表皮类型;除了凯里杜鹃R．westlandii和弯蒴杜鹃R．henryi形态较特殊之外,马银花亚属subgen．Azaleastrum的马银花组sect．Azaleastrum和长蕊杜鹃组sect．Choniastrum微形态区别不明显。羊踯躅亚属subgen．Pentanthera的羊踯躅R．molle叶表皮有表皮毛,无腺体,气孔器密生,外拱盖形状不对称,外围有多层波形条纹突起可与其他亚属区分：而叶状苞亚属subgen．Therorhodion的叶状苞杜鹃R．redowskianum保卫细胞有明显的T型加厚,与其他亚属种类明显不同,与分子系统发育研究得到的“叶状苞亚属是杜鹃花属的基部类群”的结果吻合。本研究还依据叶表皮微形态特征讨论了一些近缘种类的关系。     

杜鹃花属植物花粉形态及其分类学意义

利用扫描电子显微镜对5个亚属20种杜鹃花属植物的花粉形态进行了观察和比较研究,其中大部分(16种)为首次报道。杜鹃花属花粉均为四合花粉,呈正四面体排列。四合体为圆角三角形,连接紧密。单粒花粉为球形或近球形,具三沟孔。在扫描电镜下,除了杜鹃亚属的百合杜鹃、羊踯躅亚属的羊踯躅以及马银花亚属的马银花组具有明显的纹饰特征之外,其它类群的形态特征相互重叠,不足以作为现有亚属的分类依据。花粉粒具不同的外壁纹饰,可为分类研究提供孢粉学方面的证据,但应慎重应用花粉形态对杜鹃花属植物特定种进行分类鉴定。     

杜鹃花属植物的可育性研究进展

结合作者近年来的工作, 总结了国内外有关杜鹃花属(Rhododendron)植物可育性研究的成果和进展, 旨在为相关研究者和技术人员提供参考。(1)杜鹃花属的杜鹃亚属(subgen. Rhododendron)和羊踯躅亚属(subgen. Pentanthera)中存在多倍化现象, 甚至存在同一物种有多种倍性。(2)在自然授粉条件下, 除了常见种内杂交及自交情形外, 常绿杜鹃亚属(subgen. Hymenanthes)、杜鹃亚属和映山红亚属(subgen. Tsutsusi)内种间杂交十分普遍, 也有跨亚组之间的自然杂交案例。(3)杜鹃花属植物中自交亲和(self compatibility, SC)与自交不亲和(self incompatibility, SI)现象并存, 云锦杜鹃亚组(subsect. Fortunea)兼具自交败育到高可育性的所有类型, 而在映山红亚属与马银花亚属(subgen. Azaleastrum)中自交不亲和现象则更为常见。通常自交被认为是杜鹃花物种的被动适应, 但对于一些在极端气候条件下分布的局域种而言, 则可能是一种主动响应。(4)不同分类等级(亚属、组和亚组)间的人工杂交研究表明, 杂交亲和性或可育性与双亲的系统发育关系及染色体倍性具有明显的关联, 并反映在发育阶段和各项亲和力指标的变化之中。常绿杜鹃亚属与杜鹃亚属间的远缘杂交相对比较容易, 常绿杜鹃亚属与映山红亚属间、映山红亚属与杜鹃亚属的正反交、映山红亚属与羊踯躅亚属的正交以及常绿杜鹃亚属与羊踯躅亚属的正交、马银花亚属与杜鹃亚属正交等也有亲和的案例。(5)自交不亲和亲本的介入可大幅度增加种间杂交的不育比率, 并导致其由双向可育到单向不育再到双向不育方向发展。     

Leaf epidermal features of Rhododendron (Ericaceae)from China and their systematic significance

Rhododendron is the largest genus within the subfamily Rhododendroideae, which has about 1000 known species in the world and more than 500 species in China. Since the genus was established by Linnaeus, its infrageneric relationships have been well studied by many taxonomists on the basis of morphological characters and molecular data. In 1996, Chamberlain et al. proposed a new system of Rhododendron with eight subgenera, i.e., Azaleastrum, Candidastrum, Hymenanthes, Mumeazalea, Pentanthera, Rhododendron, Therorhodion, and Tsutsusi. In this paper, micromorphological characters of leaf epidermis in 4 varieties, 48 species, 6 subgenera of Rhododendron from China were examined using light microscopy (LM) and scanning electron microscopy (SEM). Leaf epidermal features are described and micromorphological types are distinguished here according to morphological characters such as scale, gland, foliar trichome and stomatal apparatus of leaf epidermis. It is shown that the leaf epidermal cells are usually irregular or polygonal in shape. The patterns of anticlinal walls are straight, arched or undulate. The stomatal apparatuses are anomocytic and are usually found on abaxial, not adaxial, epidermis. The results also show that: (1) the lepidote rhododendron (i.e., subgen. Rhododendron), which has both scales and papillae on leaf epidermis, differs distinctly from the elepidote rhododendron; (2) three types of leaf epidermis are identified in subgen. Hymenanthes (i.e., R. fortunei-type, R. chihsinianum-type and R. simiarum-type), whereas four in subgen. Tsutsusi (i.e., R. mariesii-type, R. simsii-type, R. mariae-type and R. flosculum-type); (3) except for R. westlandii and R. henryi, the species of subgen. Azaleastrum show similar morphological characters, i.e., dense stomatal apparatuses surrounded by ringed or discontinuous striates; (4) R. molle of subgen. Pentanthera differs from the species of other subgenera on morphological characters such as foliar trichomes, dense stomatal apparatuses with asymmetrical outer stomatal rims surrounded by undulate-striates, and no gland; (5) only R. redowskianum is found with distinct T-pieces at the polar region of guard cells in Rhododendron. The results support the conclusion inferred from molecular systematic studies that subgen. Therorhodion is the basal clade of Rhododendron. Finally, the relationships between the closely related species are also discussed on the basis of leaf epidermal features.     

The circumscription and phylogenetic relationships of Callitropsis and the newly described genus Xanthocyparis (Cupressaceae)

A new species of conifer was recently discovered in northern Vietnam. In a preliminary phylogenetic analysis of morphological data a possible sister species, Chamaecyparis nootkatensis (D. Don) Spach, was identified; however, because of the presumed phylogenetic remoteness of these two species to the remainder of the Cupressaceae, a new genus-Xanthocyparis-was described to accommodate both species. Here an analysis of ITS (nrDNA), matK, and rbcL sequence data in combination with 58 informative morphological characters was aimed at testing the monophyly of the remainder of Chamaecyparis and evaluating the placement and monophyly of Xanthocyparis. Chamaecyparis, minus C. nootkatensis, was resolved as a monophyletic group, remote from Cupressus and Xanthocyparis. Cupressus, Juniperus, and Xanthocyparis formed a very highly supported monophyletic group. However, Cupressus was not monophyletic. Instead the Old World species sampled were resolved sister to a clade containing a monophyletic Juniperus, a monophyletic Xanthocyparis, and a clade of New World Cupressus species. If both species of Xanthocyparis are to be treated as members of the same genus, then due to the principal of priority they will have to be recognized in the genus Callitropsis. Research is continuing to resolve the status of New World and Old World Cupressus.     

Phylogenetic relationships of Rhododendron section Azaleastrum(Ericaceae) based on ITS sequences

The subgenus Azaleastrum Planch. of Rhododendron L. (Ericaceae) was traditionally divided into two sections, i.e. sect. Azaleastrum (Planch.) Maxim. and sect. Choniastrum Planch. The internal transcribed spacer (ITS) regions of nuclear ribosomal DNA     

杜鹃属的系统发育与进化

本文以形态学为基础,结合一些新的有关资料,如解剖学、细胞学、化学等方面的证据讨论了杜鹃属的系统发育与进化问题,认为常绿杜鹃亚属在本属系统发育中处于原始地位,其中的云锦杜鹃亚组、耳叶杜鹃亚组、大叶杜鹃亚组和杯毛杜鹃亚组等4个亚组是原始类群,也即是其祖先的直接后裔。本属的原始祖先是具常绿习性,各部无毛(也无鳞片),花部不定数,具复合三叶隙构造的乔木,即类似现存原始类群的植物,它们生长于白垩纪至早第三纪古北大陆南缘,大约在我国西南部的热带山区森林环境中。随着地史的变迁,杜鹃属在漫长的进化过程中平行进化和发展为两个进化枝,一枝分化成各部被鳞片的热带附生类群或高山类群(包括4个亚属),另一枝演变为多少被毛的温带林下的半常绿至落叶类群(3个亚属),有鳞的髯花杜鹃组及落叶的日本马银组和落叶杜鹃组是两个进化枝演化上的高级类群。