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本论文利用核糖体18S rRNA、internal transcribed spacer(ITS)、线粒体cox2-3间区序列及inter simple sequence repeat(ISSR)标记方法对红藻角叉菜属的分子分类、系统发育和进化及居群遗传学进行了研究,揭示了角叉菜属种间的亲缘谱系关系、系统进化地位、北大西洋皱波角叉菜(Chondrus crispus)居群的分布机制和遗传多样性特征,为研究藻类的分子进化起源和过程打下了基础。研究结果如下:(1)采集了来自全球8个国家16个地点的角叉菜样品,采用PCR扩增和直接测序的方法分析了核糖体18S rRNA基因和内转录间隔区(ITS)序列,统计分析结果显示18S rRNA基因和ITS序列长度分别在1800 bp和710 bp左右。nrDNAITS数据表明采自中国大连的样本C.spl应该为C.nipponicus,尽管这与18SrRNA基因数据不一致(18S rRNA结果显示C.spl应为C.pinnulatus)。先前被命名为C.yendoi或Mazzaella japonica的样本C.sp2属于角叉菜属,但确切的分类地位还需要进一步的证实。初步推断在中国北方沿海至少存在3种角叉菜,其分别是C.ocellatus,C.nipponicus,C.armatus和C.pinnulatus。此外,分子数据显示采自爱尔兰Connemara的样本实际上不是C.crispus,而是Mastocarpusstellatus,尽管它在外部形态特征上与C.crispus非常相似。多种系统发育分析方法(NJ,MP,ML和ME)表明在角叉菜属内存在3个谱系,C.ocellatus,C.yendoi和C.nipponicus形成北太平洋的一个谱系,C.armatus和C.pinnulatus则形成北太平洋的另一个谱系,而所有C.crispus样本形成一个独立的北大西洋谱系。系统树的拓扑结构显示北大西洋的C.crispus可能起源于北太平洋。(2)以北太平洋的C.ocellatus,C.yendoi和C.pinnulatus作为外类群,利用nrDNA ITS序列初步研究了北大西洋C.crispus的分子地理进化过程。统计结果表明C.crispus的ITS序列变异比率在0.3～4.0%,NJ,MP和ME方法构建的系统进化树显示C.Crispus的不同地理样本形成两个主要的分支。我们认为北大西洋C.crispus形成现今的分布模式可能受到3个重要因素的影响:等温线阻隔、古气候和古海洋学。ITS数据不仅为分子支序发育,而且也为系统地理学研究提供了重要信息。(3)利用ISSR标记方法对C.crispus的7个野生居群(139个个体)进行了遗传多样性和种群结构分析,在进行PCR扩增条件优化和引物筛选后,18个ISSR引物共扩增出184个位点,其中174个为多态性。统计分析显示Nei’s基因多样性指数为0.1228,Shannon信息指数为0.2127。C.crispus居群水平上的基因多样性水平为0.2922,遗传分化指数为0.7463,这表明74.63%的变异发生在居群之间,25.37%的变异发生在居群内。这些数据证实北大西洋C.crispus居群内已出现了明显的遗传分化。(4)根据nrDNA ITS数据构建的系统进化树(ME和MP)显示:在进化水平上,真红藻纲的松节藻科(Rhodomelaceae)与红毛菜纲亲缘关系较近。在真红藻纲内,杉藻目的进化地位最高,其次是海膜科(Halymeniaceae)、石花菜科(Gelidiaeeae)、红叶藻科(Delesseriaceae)和粉枝藻科(Liagoraceae)等,而松节藻科进化地位最低。在杉藻目内,杉藻科(Gigartinaceae)和胶黏藻科(Dumontiaceae)关系密切,而外形上难以区分的角叉菜和红舌藻(Mazzaella)亲缘关系非常近。而mtDNA cox2-3数据分析表明,红藻门13个属的cox2-3基因间区域序列长度在134～400 bp之间,差异较大,A+T含量在49.1%至61.4%之间;红藻门属间平均核甘酸差异数达到34个,如不包括角叉菜属,则属内种间的核甘酸差异率达到了9.45～17.78%。NJ和MP系统树显示,在所研究的红藻门13个属间,石花菜目的沙菜属(Hypnea)和杉藻目的链藻属(Catenella)进化关系非常近,而仙菜目绒线藻科的绒线藻属(Dasya)和异管藻属(Heterosiphonia),及松节藻科的卷枝藻属(Bostrychia)和红叶藻科的鹧鸪菜属(Caloglossa)亲缘关系较近,柏按藻目的海门冬属(Asparagopsis)和串珠藻目的串珠藻属(Batrachospermum)亲缘关系也非常近。这些结果表明红藻线粒体cox2-3序列在进行红藻属间或属内种间亲缘关系分析和系统进化研究时,实用性较强,可用于重建红藻门内属间或属内的系统进化关系。