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随着马鞭草科一些类群的加入,广义的唇形科已扩大为有花植物中的第七大科,全世界有236属约7200种。紫珠属传统上隶属于马鞭草科牡荆亚科(Viticoideae),后来随牡荆亚科被移入唇形科,因其系统位置一直悬而未决,近几年紫珠属与另外几个属一起被置于“系统位置未定类群”中。本属全世界约有140种,主要分布于热带、亚热带和温带的亚洲、美洲、澳大利亚及太平洋诸岛。本研究在文献整理、馆藏标本查阅、野外调查的基础上,结合形态学、孢粉学、细胞学以及分子系统学等多种研究方法对国产紫珠属进行了较为全面而深入的研究和补充。主要研究结果如下: 1.孢粉学研究表明,紫珠属花粉呈单粒、辐射对称、圆球形、具三沟、多数为小型,少数为中型或极小型花粉,依据表面纹饰可分为4种类型:细网型、皱网型、皱波型、少数为粗网型。本研究揭示了紫珠属花粉在形态上与澳大利亚特有的Prostantheroideae亚科的花粉较为相似,从孢粉学角度支持二者之间的近缘关系,同时,较为原始的花粉类型亦表明紫珠属在唇形科内处于进化的早期。此外,本研究表明孢粉学研究对于揭示本属属下各类群间的亲缘关系也具有一定的分类学意义。 2.本研究调查了12种紫珠属植物的体细胞染色体数目,结果表明其中10种为二倍体,并具2种不同的染色体数目:2n=2x=34和2n=2x=36,另外2种紫珠为四倍体2n=4x=68。在前人研究的基础上,本研究进一步表明紫珠属存在多倍体系列和非整倍性现象。本研究还揭示了同域种的染色体基数类型不同(x=17,x=18),因此,不支持前人所推断的紫珠属染色体基数的演化可能要早于它们的扩散过程的观点。 3.基于5个叶绿体片段(matK,ndhF, rbcL,rps16,trnL-F)构建的联合矩阵对唇形科7亚科32个属35个种以及紫珠属18个种的代表进行系统发育分析表明,紫珠属聚为一支,并与六苞藤亚科(Symphorematoideae)为姐妹关系,进而与Prostantheroideae聚为一大支,并与唇形科其它5大亚科及一些位置未定属构成的一大支构成姐妹关系。本研究结合分子系统、形态学以及孢粉学等方面的证据,首次建议将紫珠属建立为新的紫珠亚科Calliearpoideae。 4.基于2个核基因片段(ITS,ETS)和8个叶绿体基因片段(rp132-trnL,trnH-psbA,psbJ-petA,trnQ-5rps16,3trnV-ndhC,trnS-trnG intergenic spacer,matK, trnD-T)对紫珠属44种、4变种,共111个样品进行了系统发育研究。研究结果表明紫珠属为一个支持率很高(BP=100,PP=100)的单系群。整棵系统树可分为6支,其中中国产紫珠聚为一大支,位于热带南亚产紫珠的顶部。此外,本研究还表明前人依据花丝长短和花药开裂方式建立的属下分类系统并没有得到系统发育的支持。本研究揭示了东亚及东南亚的紫珠属存在着清晰的地理分布规律。 5.在对紫珠属3000余份馆藏标本以及相关分类学文献仔细查阅和研究的基础之上,结合野外考察,本研究对紫珠属植物各部分特征进行了详细的观察和解剖,针对紫珠属植物生长习性、毛被类型、腺点颜色、叶形、花序类型、花萼形态、雄蕊特征以及果实分别进行了归类和描述,最后完成了对国产紫珠属的分类修订。确定中国产紫珠属植物45种12变种,其中29种10变种为中国特有;发表了1个新种(C.hainanensisZ.H.Ma&D.X.Zhang);提出6个新异名;对1个名称进行了后选模式的指定。此外对国产紫珠属植物种类列出了分种检索表,并对每个分类群的命名术语、模式标本信息、形态特征、地理分布及生境进行了详细的补充和描述。