使用 RASP 软件预测中国柴胡属的起源和扩散简

采用系统发育的祖先性状重构软件RASP（Reconstruct Ancestral State in Phylogenies）,首次使用扩散隔离分析的统计学方法（Statistical Dispersal-Vicariance Analysis,S-DIVA）和Binary Bayesian MCMC（BBM）方法,选择粗糙西风芹（Seseli squarrulosum）和竹叶西风芹（S.mairei）为外类群,对来自中国的26个柴胡属植物的核糖体内转录间隔区（Internal Transcribed Spacer,ITS）和叶绿体rps16序列进行分子系统分析。结果表明,ITS和rps16序列集所构建的重要节点中,祖先分布区概率占绝对优势的是中国南方地区,推测中国南方是中国柴胡属的起源中心,且时间—事件（Time Event,TE）曲线结果表明距今20和2.5百万年（20和2.5 Ma Bp）出现扩散峰值,在15 Ma Bp出现谷值,推测其20 Ma Bp（庐山亚冰期）,南方和北方种类交流隔离,中国北方分布类型为主体的类群,以散点式的分布,南方分布类型为主体的类群,形成次生分化中心,并按照一定的路径向外扩散,形成对外扩散的高峰期;15 Ma Bp时,以南方为冰期的避难所,出现扩散的低谷期;2.5 Ma Bp（大理亚冰期）左右,因为青藏高原的隆起,中国柴胡属种类再一次发生物种多样化和形成向外扩散的高峰期。     

基于染色体计数和ITS序列初步探讨横断山区柴胡属植物(伞形科)的系统发育

横断山区是中国柴胡属Bupleurum植物的分布中心。本文对横断山区6个种2变种进行了染色体记数报道,其中4个种2变种是首次报道。对横断山区的10个种4个变种、中国北方（河北和黑龙江）的3个种的nrDNA ITS进行测序,同时从GenBank里面下载同属的来自非洲和地中海西部的16个nrDNA ITS序列数据,结合染色体数目变化结果,初步探讨了横断山区柴胡属植物的系统发育。结果表明横断山区可能是现代柴胡属植物的频度中心和多样分布中心之一。它们的祖先种可能是非洲北部的木本柴胡属植物B.fruticosum,或者是地中海西部的柴胡属植物,推测是通过中东和高加索扩散而形成的,其中与非洲南部特有种B.mundtii的亲缘关系也较近;染色体基数演化趋势是：8是较原始基数,6和7是次生基数,其染色体异基数变异和多倍化可能是物种形成、进化以及向外扩散的主要方式;在ITS系统发育树中,中国柴胡属植物染色体基数为8的种类聚为一支,染色体基数为6和7的种类聚为了一支,不支持舒璞等（1998）关于中国柴胡属的属下分类系统。结合已有的形态学、细胞学、孢粉学证据和ITS系统发育树,建议窄竹叶柴胡B.marginatum var.stenophyllum独立成种。     

锦鸡儿属(豆科)祖先分布区分析

锦鸡儿属(Caragana)是一个温带亚洲分布属.在我们对这一属系统发育树以及13个分布区的基础上,重点采用Bremer(1992),Ronquist(1994)和Hausdorf(1997)提出的方法,进行本属祖先分布区的分析和探讨.结果表明,3种方法均表明远东-我国东北,阿尔泰-萨彦岭以及华北-秦岭是可能的祖先分布区.结合北温带植物类群属的北方起源学说,认为远东-我国东北为原始分布区的可能性更大一些.同时这三个分布区彼此地理上是隔离的,也恰是本属内一个较原始种树锦鸡儿(Caragana arborescens)的分布区,结合我们以前的分析生物地理学研究,认为隔离分化是本属最重要的物种形成方式,扩散是次要的而且是短距离的扩散.     

锦鸡儿属(豆科)祖先分布区分析(英文)

锦鸡儿属(Caragana)是一个温带亚洲分布属。在我们对这一属系统发育树以及13个分布区的基础上,重点采用Bremer(1992),Ronquist(1994)和Hausdorf(1997)提出的方法,进行本属祖先分布区的分析和探讨。结果表明,3种方法均表明远东-我国东北,阿尔泰-萨彦岭以及华北-秦岭是可能的祖先分布区。结合北温带植物类群属的北方起源学说,认为远东-我国东北为原始分布区的可能性更大一些。同时这三个分布区彼此地理上是隔离的,也恰是本属内一个较原始种树锦鸡儿(Caraganaarborescens)的分布区,结合我们以前的分析生物地理学研究,认为隔离分化是本属最重要的物种形成方式,扩散是次要的而且是短距离的扩散。     

基于叶绿体rps16基因和核基因ITS片段研究肉苁蓉属系统位置

在前人对列当科系统发育研究的基础上,追加了肉苁蓉属(Cistanche)的基因序列数据,运用最大简约法、最大似然法和贝叶斯推断方法探讨了其在列当科中的系统位置及列当科中属间关系.基于rps16基因序列及rps16+ ITS联合序列建立了列当科系统发育树,结果显示,肉苁蓉属、列当属(Orobanche)以及草苁蓉属(Boschniakia)聚在同一进化枝内,肉苁蓉属和列当属表现出最近亲缘关系;列当科中的全寄生类群、半寄生类群和非寄生类群分属在3个不同分支中.     

基于5个基因片段的野胡麻属系统位置研究

对单种属野胡麻属(原隶属于广义玄参科)及其可能近缘类群广泛取样,选择合适外类群,通过对4个叶绿体基因联合数据(trnL-F、rps16、rbcL、rps2)、核基因ITS片段、叶绿体基因与核基因ITS片段联合数据,进行最大简约法和贝叶斯法分析,探讨野胡麻属在科级系统位置及其与近缘类群系统发育关系。结果表明,所有系统树都支持野胡麻属先和肉果草属构成姐妹群关系,叶绿体基因联合系统树支持率分别为97%[Bootstrap(BS)]和100%[Posterior probability(PP)];ITS系统树支持率分别为99%(BS)和100%(PP);叶绿体基因和ITS联合系统树支持率均为100%(BS和PP)。野胡麻属、肉果草属与通泉草属一起构成一单系群,叶绿体基因联合系统树、ITS系统树、叶绿体基因和ITS联合系统树的支持率均为100%(BS和PP)。形态学证据也支持野胡麻属、肉果草属和通泉草属这3个属的近缘关系。本研究结果支持单种属野胡麻属隶属于透骨草科的通泉草亚科,与肉果草属亲缘关系最近,这两个属进而与通泉草属近缘,可能隶属于通泉草属内,与岩白翠亲缘关系较近,也可能与通泉草属互为姐妹群关系。     

基于线粒体细胞色素b基因的黑鳍鳈(Sarcocheilichthys nigripinnis)生物地理学过程分析

黑鳍鳈(Sarcocheilichthys nigripinnis)为广泛分布于东亚地区的小型淡水鱼类,是生物地理学研究的良好材料。该研究以线粒体细胞色素b(Cyt b)基因序列为分子标记,对中国8个水系20个采样点的黑鳍鳈共142尾个体进行遗传变异及生物地理学过程分析。遗传多样性分析结果表明,142条Cyt b基因序列共检测出56个单倍型,总体单倍型多样性较高(h=0.971),而核苷酸多样性较低(π=0.0212),平均遗传距离较小(2.2%)。分子系统发育树结果表明,黑鳍鳈种群分为7个谱系,以秦岭为界可分为南、北两大支系,北方支系分化时间较早(谱系Ⅰ)而南方支系分化程度较高(谱系Ⅱ~Ⅶ)。该研究结果进一步揭示了克氏鳈(S.czerskii)的物种形成过程,估算其祖先在较晚近时期(~1.03 Ma)由黄河水系的黑鳍鳈分化而来。谱系生物地理学分析显示,黑鳍鳈的各地理种群表现为由北向南逐渐演化的趋势,地理隔离可能是限制该物种扩散和基因交流的主要原因。分子钟分析显示,分化时间发生于0.95~3.92 Ma。种群历史动态结果则推测黑鳍鳈经历过种群扩张,且该过程可能与更新世冰期与间冰期的更迭相关。     

伞形科部分类群气孔结构及其分类学价值

该研究对变豆菜亚科及芹亚科基础类群20属29种(变豆菜亚科9属11种,芹亚科基础类群11属18种)植物叶片(苞片或果实)的气孔结构进行显微观察分析,以明确变豆菜亚科及芹亚科基础类群的气孔特征及其与伞形科其他类群的区别。结果显示:(1)变豆菜亚科及芹亚科基础类群的气孔类型有无规则型、不等型和平列型3种,其中变豆菜亚科的变豆菜族气孔为无规则型(占总气孔比例的35%~75%)及不等型(25%~65%),仅刺芹属(Eryngium)具平列型,而Steganotaenieae族的气孔均为无规则型;芹亚科基础类群除柴胡属(Bupleurum)外多为或仅为无规则型(75%~100%),少为不等型(5%~25%)。(2)气孔结构支持分子系统学将Arctopus放入变豆菜亚科的变豆菜族,Choritaenia移入芹亚科。(3)变豆菜亚科气孔特征同芹亚科及牵环花亚科的较为相似,而同参棕亚科差别较大。     

伞形科柴胡属部分物种的果实特征及系统学意义

对21个代表种果实形态与解剖特征观察发现：（1）中国柴胡属（Bupleurum L.）果实以芹亚科（Apioideae）原始的两侧压扁型为主,在外形上可分为圆柱形、矩圆形和卵形3类;（2）在柴胡属中果皮细胞内没有发现广泛存在于芹亚科基部类群变豆菜亚科（Saniculoideae）和天胡荽亚科（Hydrocotyloideae）的晶体后含物;（3）从果实的横切面看,可将柴胡属划分为棱槽单油管型和棱槽多油管型两大类。结合前人对伞形科其它类群果实形态解剖特征的研究及近年来分子系统学的证据,认为：（1）中国柴胡属植物的多油管类型为本属较进化类群;（2）柴胡属可能是芹亚科中连接基部类群与其它类群的过渡环节或进化旁支;（3）果实形态与解剖特征可作为探讨国产柴胡属种内和种间关系的辅助性状,并给出了分种检索表。     

基于序列trnL-trnF和ITS的榉属系统发育与地理分布格局的初步分析

榉属(Zelkova)是包含6个种的榆科小属, 呈东亚、西亚和南欧间断分布。该文基于DNA序列trnL-trnF和ITS构建了榉属的分子系统发育树, 大体上把此属分为3个分支, 分别对应东亚、西亚和南欧的种类, 与前人仅依据ITS序列的结果不同。生物地理的扩散和隔离分化分析(DIVA)表明, 榉属的原始祖先分布区可能是欧亚北温带, 包括了东亚、西亚和南欧的某个大的区域。分化过程以隔离分化为主要特征, 即3个分布区域是逐步隔离分化的。由于东亚的物种多样性, 北太平洋有可能是起源中心。榉属的现代分布格局可能主要是由于渐新世发生的古地中海西退、中新世发生的青藏高原大范围隆升, 以及第四纪冰川活动引起的分布区的收缩。     

中国柳属多雄蕊类群的分支系统学研究

应用杨属(Populus)和钻天柳属(Chosenia)分别作为不同的外类群,对中国柳属多雄蕊类群构建了两个分支图。结果表明,钻天柳属、大叶柳和四子柳组(Sect.Tetraspermae)都是较原始的类群。支持建立Toisusu Kimura属。根据分支图和染色体数目资料,多雄蕊类群可划分五个类组。支持方振富教授关于"南方型"和"北方型"的划分以及在东亚有从南方向北方演化的趋势,特别对于中国特有组紫柳组(Sect.Wilsonianae).Sect.Salix和Sect.Subalbae两组的分化应予以承认。     

里白科植物的系统发育和分歧时间估计——基于叶绿体三个基因序列的证据

里白科(Gleicheniaceae)是古老的真蕨类植物,最早的化石记录可追溯到石炭纪。现存类群的属级分类和系统演化关系一直存在很大的分歧,为了进一步探讨该类群的起源演化,文中运用最大简约法和贝叶斯演绎方法对18种代表现存里白科植物全部6属(包括新测的12种)的叶绿体3个编码基因序列(atpB,rbcL和rps4)进行分析,探讨其主要分类群(属级)的系统演化关系。结果显示,里白科植物为一个单系群,由3个分支构成:里白属(Diplopterygium Nakai)和Gleichenia japonica构成一个分支;芒萁属(Dicranopteris Bernh.)和Gleichenella pec-tinata构成另一个分支;假芒萁属(Sticherus C.Presl)与单种属Stromatopteris Mettenius及Gleichenia dicarpa构成第三个分支。用宽松分子钟方法推测里白科主要类群的起源时间为:现代里白科植物起源于早白垩世(111—140Ma),其主要分支类群随后发生多样性分化,里白属和芒萁属的快速辐射演化均发生在古近纪(40—64Ma,36—50Ma)。起源时间的估算结果暗示化石种三叠里白Diplopterygium triassica不应归入现代里白属,其归属需要重新考虑。     

基于形态和cpDNA序列探讨柽柳和甘蒙柽柳的亲缘关系

柽柳科植物的系统学关系已初步明确,但部分种间的系统进化关系仍有待澄清。为明确中国黄河流域广泛分布的柽柳(Tamarix chinensis)和甘蒙柽柳(T. austromongolica)的亲缘关系,利用13个稳定的形态学性状和3个cpDNA间隔区片段(rpl20-5′-rps12, rps16, trn L-trn F)对柽柳科3属9种植物进行研究,结果表明3条序列的位点变异程度依次为trn L-trn F>rps16>rpl20-5′-rps12,柽柳和甘蒙柽柳群体共享有同一单倍型,表型和分子数据均支持柽柳和甘蒙柽柳为单系分支的近缘种,推测柽柳和甘蒙柽柳的分化大致发生在0.69Ma (0-1.93) Ma,与同属内其它物种相比,分化时间相对较晚。     

中国引入大独角犀的适宜地点在哪里?

正化石记录表明:独角犀亚科(Rhinocerotinae)、双角犀亚科(Dicerotinae)、板齿犀亚科(Elasmotherinae)犀类在第四纪时期曾广泛分布于中国(周明镇,1955)。最后一次冰期之后,中国气候转暖(竺可桢,1972),分布在南方的动物扩散到北方。除板齿犀亚科绝灭于中更新世、披毛犀(Coelodonta antiquitatis)绝灭于晚更新世以外,全新世时中国仍有犀牛分布(刘洪杰,1993)。据文焕然等(1981)、何业恒(1993)考证,大独角     

海南岛苦苣苔科植物的地理分布格局与系统发育关系

岛屿是开展生物区系与生物地理学研究的天然实验室。海南岛是中国唯一的热带大陆性岛屿,地处中国–喜马拉雅植物亚区和马来西亚亚区交界地带,物种来源与迁移历史十分复杂。本文首先分析了海南岛苦苣苔科物种多样性与地理分布格局,然后利用核基因ITS1/2和叶绿体基因trn L-F序列建立海南岛苦苣苔科植物的系统发育树,揭示其物种迁移历史与特有类群的形成时间。海南岛苦苣苔科野生类群虽然仅有14属24种,但包括了扁蒴苣苔属(Cathayanthe)和盾叶苣苔属(Metapetrocosme)2个特有属、8个特有种(含1变种)。面积归一化处理后,海南岛该科的特有种比例仅次于广西,远高于云南和邻国越南。物种组成相似度分析结果显示,海南岛与广东省的共有物种最多,这可能是第三纪末期(~3 Ma)几度海进海退过程中,海南岛通过雷州半岛与广东多次连接的结果。海南岛苦苣苔科植物在海拔400–1,000 m和1,400 m以上形成2个集中分布区,特有种则集中分布在高海拔区域,表明海南岛中南部连绵的高山是苦苣苔科特有种形成与维持的一个重要原因。海南岛有着亚洲苦苣苔科的多个基部类群,且都与东南亚共享;海南岛–中国大陆分布的类群则处于系统树的较新分支,表明海南岛苦苣苔科植物早期是从东南亚迁入。海南岛两个特有属的形成时间约在12 Ma,特有种也都在15–5 Ma才分化出来,这可能与印度板块撞击亚欧板块导致的东亚季风气候(约28 Ma)和此时海南岛远距大陆约100 km造成的隔离作用有关。     

葱属Amerallium亚属 (石蒜科) 的系统发生与性状进化

运用贝叶斯和简约法对葱属（Allium）Amerallium亚属的核糖体DNA内转录间隔区（ITS）进行了分析,对该亚属的系统发生进行了推测。系统分析证实 Amerallium是单系的,并表明该亚属由三个隔离的地理群组成：北美Ameralliums,地中海区Ameralliums和东亚Ameralliums。性状进化的重建表明鳞茎是原始或祖先状态,根状茎和肉质增粗的根是衍生状态且在Amerallium这个亚属的类群中独立进化发生了几次。重建也表明该亚属的原始染色体基数x=7,其它染色体基数（x=8, 9, 10, 11）是由它转化而来的。在北美类群中,异基数性相当罕见,而多倍性似乎是一个相对频繁的进化事件。在地中海区类群和东亚类群中,异基数性和多倍性是染色体进化的两个主要驱动力。     

葱属Amerallium亚属（石蒜科）的系统发生与性状进化

运用贝叶斯和简约法对葱属（Allium）Amerallium亚属的核糖体DNA内转录间隔区（ITS）进行了分析,对该亚属的系统发生进行了推测。系统分析证实 Amerallium是单系的,并表明该亚属由三个隔离的地理群组成：北美Ameralliums,地中海区Ameralliums和东亚Ameralliums。性状进化的重建表明鳞茎是原始或祖先状态,根状茎和肉质增粗的根是衍生状态且在Amerallium这个亚属的类群中独立进化发生了几次。重建也表明该亚属的原始染色体基数x=7,其它染色体基数（x=8, 9, 10, 11）是由它转化而来的。在北美类群中,异基数性相当罕见,而多倍性似乎是一个相对频繁的进化事件。在地中海区类群和东亚类群中,异基数性和多倍性是染色体进化的两个主要驱动力。     

中国伞形科矮泽芹属植物叶表皮形态特征的研究

利用光学显微镜、扫描电镜对伞形科矮泽芹属8种植物叶表皮形态进行观察与研究。结果表明:(1)矮泽芹属8种植物上下表皮细胞均为不规则形或规则多边形,垂周壁为近平直状或波状,上表皮细胞长宽比在1.3~2.4之间,下表皮细胞长宽比在1.5~2.5之间;在近轴面,有细叶矮泽芹、聂拉木矮泽芹和绿花矮泽芹3种植物没有气孔器的存在,其余物种气孔密度在20~74个/mm2之间,气孔指数为6.0%~17.7%;在远轴面,所有物种都具有丰富的气孔器,气孔密度为100~183个/mm2,气孔指数为16.1%~23.6%。(2)聚类分析结果显示,矮泽芹、大苞矮泽芹、粗棱矮泽芹为类群Ⅰ,鹤庆矮泽芹为类群Ⅱ,聂拉木矮泽芹、细叶矮泽芹、绿花矮泽芹为类群Ⅲ,松潘矮泽芹则单独聚为类群Ⅳ;聚类分析结果大体上支持形态学分类的结果。(3)叶表皮形态特征对于区分矮泽芹属不同物种具有十分重要的分类学价值。     

中国西南地区与台湾种子植物间断分布现象

中国西南地区和台湾植物的间断分布是东亚生物地理学上一个十分有趣的研究课题。该文对种子植物进行了统计,发现有50属具有该分布式样的种对或种（包括变种和亚种）;30属呈台-琼（至粤南）-西南间断分布,而其中大多数类群的分布区在粤南-桂南-滇南,即中国热带线以南。统计结果显示,有41属被子植物在台湾和西南之间呈连续分布;有35属从台湾分布至海南（和/或华南）或至福建（和华南）。中国台湾和大陆之间类群的连续分布,以及两者植物区系的巨大相似性表明,台湾作为大陆性岛屿,与中国大陆曾经属于一个统一的植物区系。新近纪以来台湾中央山脉和中国西南至东喜马拉雅地区均经历了海拔升高的过程,形成相似的低至中、高山生境;在第四纪冰期,一些类群在这两个地区之间形成连续的分布区。后来全球气温升高,这些植物类群从低海拔向高海拔山区迁移,由于华东至华中和华南缺少高山生境,使得原来连续分布的某些类群或其祖先类群在中国西南和台湾两地之间灭绝,从而形成间断分布。同时,台湾与大陆失去陆地连接后造成分类群在台湾和西南地区的隔离分化,以及中国南端热带生境的不连续性导致热带植物属种分布区的破碎也是形成台湾和西南间断分布的重要因素。最后将西南和台湾间断分布类群归纳为3种类型：孑遗型、分化型和热带型。     

碎米蕨属的系统学研究——基于4种叶绿体DNA序列片段

碎米蕨属(Cheilosoria Trevis.)隶属碎米蕨类, 由于形态上的趋同进化, 使得该类群的系统分类一直存在争议。该研究对该碎米蕨属植物的4种叶绿体DNA序列片段(rbcL/matK/rps4/rps4-trnS)进行PCR扩增和序列分析, 再结合其它相关类群, 用贝叶斯法和最大似然法构建系统树并探讨其系统发育关系。结果表明, 碎米蕨属不是一个单系类群, 旧世界分布的碎米蕨属植物(薄叶碎米蕨除外)均聚在亚洲Cheilanthes群内, 与粉背蕨属(Aleuritopteris Fée)等类群形成不同亚支。该属孢子形态具有明显异质性。薄叶碎米蕨(Cheilosoria tenuifolia (Burm. f.) Trevis.)与亚洲其它碎米蕨属植物的系统位置相距甚远, 且与隐囊蕨(Notholaena hirsuta (Poir.) Desv.)聚为完全支持的分支, 两者可能均为大洋洲起源, 并属于另一类群。美洲和旧世界分布的碎米蕨属植物关系较远, 二者可能代表了不同的演化路线。