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本研究通过标本研究和实验工作,从植物形态变异和分子系统学研究入手,对蔷薇科桃亚属(Amygdalus L.subgen.Persica L.)和杏属(Armeniaca Scopoli)植物进行了系统发育研究和分类学修订,并筛选可用于鉴别区分桃亚属植物的DNA条形码。
㈠桃亚属植物系统学研究。⑴编码桃亚属植物25个形态性状后进行非加权组算术平均法(UPGMA,Unweighted Pair-Group Method Using Arithmetic Average)聚类分析,结果显示桃亚属植物分为两支:一支包括了普通桃[A.persica L.]和新疆桃[A.ferganensis(Kost.et Riab.)Yu et Lu]；另一支包括了山桃[A.davidiana(Carr.)C.deVos]、陕甘山桃[A.davidiana var.potanini(Batal.)Yu et Lu]、光核桃[A.mira(Koehne)Yu et Lu]和甘肃桃[A.kansuensis(Rehd.)Skeels].主成分(PCA,PrincipalComponents Analysis)分析结果反映出16个枝、叶、核、花和果实的形态特征对于揭示桃亚属植物种间的系统演化关系和分类学研究有很重要的意义。⑵合并三个叶绿体基因atpB—rbcL、trnL-trnF和trnH-psbA序列所构建的基因树表明桃亚属植物的形成存在辐射进化事件。山桃、陕甘山桃和光核桃各自聚为一支；甘肃桃、新疆桃、普通桃及变型和变种聚到一支,其中新疆桃与普通桃的两变种蟠桃[A.persica var.compressa(Loud.)Yu et Lu]和寿星桃[A.persica var.densa Makino]聚到一支。基于核基因ITS的基因树分辨率不高,可能是由于种间杂交和基因渐渗所致,其中山桃和光核桃聚到一支；新疆桃和陕甘山桃各自聚为一支；普通桃与蟠桃、油桃[A.persica var.nucipersica(Suckow)Schneid.]和垂枝桃[A.persica f.pendula Dipp.]聚为一支；甘肃桃和包括寿星桃在内的一些普通桃样品另外则没有分辨率。由此推断:蟠桃和寿星桃可能是杂交起源。通过标本研究,形态学和分子系统学研究,并结合地理分布信息对桃亚属植物进行了修订:本研究建议将新疆桃处理为桃的“亚种”[Amygdaluspersica L.subsp.ferganens(Kost.& Rjab.)S.L Zhou et X.Quan comb.nov.]；将陕甘山桃的分类等级由“变种”恢复为“种”[A.potanini(Batal.)Yu]；建立杂种名[Amygdalusxcompressa(Loud.)S.L.Zhou et X.Quan]并给出属间杂交种的名称。
㈡杏属植物系统学研究。⑴编码杏属植物的32个形态性状后进行UPGMA聚类分析,结果显示:杏属植物被分为了三支:洪平杏[Ar.hongpingensis Yu et Lu]单独聚为一支,与杏属其他植物分开；梅[Ar.mume Sieb.]与梅的两变种厚叶梅[Ar.mume var.pallescens(Franch.)Yu et Lu]和毛茎梅[Ar.mume var.pubicaulina Diao et Shen]单独聚为一支,另外一支包括了藏杏[Ar.holosericea(Batal.)Kost.]、紫杏[Ar.dasycarpa(Ehrh.)Borkh.]、杏[Ar.vulgaris Lam]、山杏[Ar.sibirica(L.)Lain.]、东北杏[Ar.mandshurica(Maxim)Skv.]与其变种光叶东北杏[Ar:mandshurica var.gtabra(Nakai)Yu et Lu].由此推测杏属植物亲缘关系是:洪平杏与其他杏属植物亲缘关系较远,梅类植与杏属植物亲缘关系次之；杏属植物中普通杏与山杏亲缘关系最近,其次是东北杏,最远的是藏杏和紫杏。由PCA分析结果得知杏属植物在形态上的差异主要体现在14个叶与核的形态性状上。⑵基于atpB-rbcL、trnL-trnF和trnH-psbA三个叶绿体基因合并分析和核基因ITS分析的结果表明:政和杏[Ar.zhengheensis J.Y Zhang et M.N.Lu]与杏属植物聚到一支,表现出二者间较近的亲缘关系；洪平杏没有与杏属植物聚到一支中,与李属[Pmtills L.]的植物显示出较近的亲缘关系；李梅杏[Ar.limeixing J.Y.Zhang et Z.M.Wang]和紫杏为杏和李的杂交种。通过形态学和分子系统学研究,有力说明洪平杏不属于杏属,而属于李属,洪平杏应更名为洪坪李[Prunus hongpingensis(C.L.Li)S.L.Zhou er X.Quan,comb.nov.]。建立李杏属[xPrunmeniaca S.L.Zhou et X.Quan]以容纳杂交种李梅杏[xPrunmeniaca limeixing S.L.Zhou et X.Quan,comb.nov.]和紫杏[x/runmeniaca dasycarpa(Ehrh。)S.L.Zhou et X.Quan,comb.nov.]。分子系统学研究结果支持政和杏与杏的近缘关系,所以政和杏应该属于杏属植物。
㈢桃亚属植物DNA条形码研究。通过10个基因片段(atpB-rbcL、atpF-atpH、rbcL、marK、rpoB、rpoC1、trnH-psbA、trnL-trnF、trnS.trnG、NADI)序列分析,表明单个基因不能完全区分桃亚属植物.atpB-rbcL、atpF-atpH和trnH-psbA的组合能显著地提高成功鉴别率,所以推荐其作为鉴别桃亚属植物的DNA条形码。