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孩儿参属(PseudostellariaPax)隶属于石竹科(Caryophyllaceae)繁缕族(Alsineae),模式种为石生孩儿参P.rupestis。由Turczaninow于1834年以Krascheninnikovia为属名建立,后因属名重复问题,由Pax于1934年更正。现记载约有25种,分布于东亚、北美和欧洲,东亚地区为其地理分布中心。Ohwi于1937年对世界孩儿参属13种的分类和分布进行了系统的整理和阐述。此后近百年,新种不断被发现,部分种的分类问题一直存在分歧,当前针对世界孩儿参属的分类与分布问题的研究尚未见报道。涉及到孩儿参属的系统学研究较为零散,且均是将其个别或少部分种放在石竹科或繁缕族等大背景下进行的研究,以孩儿参属为主体的系统学的研究未见报道。因此,对当前世界孩儿参属的分类和分布进行整理和分析,进而开展分子系统学研究探讨孩儿参属下种间,以及孩儿参属与近缘属间的系统发育关系具有重要意义。首先,本研究基于文献考证和馆藏标本研究,对孩儿参属的分类和分布进行了系统的整理和初步分析。主要结果如下:(1)根据宏观形态学性状,北美种P.sierrae和P.oxyphylla雄蕊5,不具肉质块根与孩儿参属其他种雄蕊10(10-14),具肉质块根差别较大,本研究不赞成P.sierrae和P.oxyphylla归入孩儿参属;综合关于矮小孩儿参P.maximowicziana,须弥孩儿参P.himalaica和异花孩儿参P.heteranth 的形态性状聚类研究结果,叶表皮微形态研究结果和本研究对馆藏标本的观察结果,本研究不支持将P.maximowicziana和P.himalaica作P.heterantha的异名处理,均应独立成种。(2)综合文献考证和标本研究,本研究初步确认当前孩儿参属包括22个种:石生孩儿参P.rupestris,孩儿参P.heterophlla,细叶孩儿参P.sylvatica,毛脉孩儿参P.japonica,贺兰山孩儿参P.helanshanensis,西藏孩儿参P.tibetica,浙江孩儿参P.zhejiangensis,蔓孩儿参P.davidii,须弥孩儿参P.himalaica,矮小孩儿参P.maximowicziana,异花孩儿参 P.heterantha,P.polymorpha,P.tianmushansis,P.setulosa,P.longipedicellata,P.palibiniana,P.okamotoi,P.jamesiana,P.europaea,P.ebracteae,P.baekdusanensis,P.rigid。(3)通过对文献和标本上孩儿参属各种的地理分布信息的整理和统计得出:孩儿参属呈北温带间断分布,由三个隔离的地理区组成:北美,地中海区和东亚;东亚为其多样化分布中心有20个种,北美西部分布1个特有种P.jamesiana,欧洲东南部分布1个特有种P.europaea。随后,本研究收集了孩儿参属16种(石生孩儿参,孩儿参,细叶孩儿参,毛脉孩儿参,西藏孩儿参,蔓孩儿参,矮小孩儿参,异花孩儿参,P.tianmushansis,P.palibiniana,P.jamesiana,P.europaea,P.ebracteae,P.rigid,P.sierrae 和 P.oxyphylla)22份样本材料,石竹科近缘属13种(密生福禄草Arenariadensissima,福禄草 A.przewalskii,无心菜Arenaria serpyllifolia,达乌里卷耳 Cerastium davuricum,膨萼卷耳 Cerastium dichotomum subsp.inflatum,细茎石竹 Dianthus turkestanicus,钝叶石头花 Gypsophila perfoliata,女娄菜 Silene aprica,白玉草 Silene vulgaris,Stellaria americana,沼生繁缕 S.palustris,准噶尔繁缕 S soongorica,麦蓝菜Vaccaria hispanica)15份样本材料,对4个基因片段(nrDNA ITS;cpDNA rkcL、matK和rps16)进行PCR扩增测序,开展分子系统学研究。为进一步确定孩儿参属在石竹科的系统位置,在Genbank上下载补充了石竹科其他属 26 种(Bufoniatenuifolia,Drypis spinosa,Honckenyapeploides,二花米努草Minuartia biflora,Sagina pilifera,Schiedea apokremnos,Scleranthus annuus,无翅拟漆姑Spergularia rura等)相应的DNA序列数据。最终得到ITS+cpDNA联合序列矩阵长3825bp共包括63份样本数据,基于最大简约法(Maximun parsimony,MP),贝叶斯推断法(Bayesian inference,BI)和最大似然法(Maximum likelihood,ML)对联合矩阵数据进行分析,从而建立系统发育树。另外,本研究统计了孩儿参属及其近缘类群6个重要宏观形态学特征(生长习性、闭锁花有无、块根有无、花瓣先端是否浅裂、雄蕊数目和花柱数目)数据,结合系统发育树运用MacClade对其形态性状进行进化重建。主要研究结果如下:(1)联合序列矩阵所建立系统发育树显示,本研究孩儿参属类群可分为3个部分:Core Pseudostellaria,P.jamesiana,P.sierrae和 和 P.oxyphylla。Core Pseudostellaria为一个欧亚单系类群,且具有较高支持率(BSML=73%,BSMp=82%,PPBI=1.00),可明显分为2个分支,处于石竹科繁缕族较进化的位置,与Solitaria的系统发育关系较近;北美孩儿参属特有类群P.jamesiana与北美繁缕属特有类群Stellaria americana 聚在一起(BSML=100%,BSMp=100%,PPBI=1.00),与本研究孩儿参属其他类群分离,并且其系统发育拓扑结构不包含于任意属;北美孩儿属另外2个特有类群P.sierrae和P.oxyphylla聚成一支(BSML=100%,BSMp=100%,PPBI=1.00),与孩儿参属其他类群距离较远,而与繁缕属(Stellaria)和卷耳属(Cerastium)相关类群相邻。矮小孩儿参和异花孩儿参DNA分子数据存在差异,在系统发育树上并未聚在一起。(2)形态性状进化重建结果显示,对孩儿参属欧亚单系类群(Core Pseuostellria)而言,具肉质块根为该类群的共有衍生性状,具闭锁花、花柱数目2或3为该类群2个分支共同的进化趋势。综合文献标本考证、系统发育树和重要形态性状进化分析结果,本研究可得出如下的结论:(1)初步确认孩儿参属为欧亚单系类群,北美种P.jamesiana,P.sierrae和P.oxyphylla均应移出孩儿参属。本研究建议将P.sierrae和P.oxyphylla另描述为一个新属 Pentandra M.L.Zhang,Y.Lei,X.Q.Zeng&S.C.Sanderson;p.jamesiana 在石竹科的系统位置尚不能确定,有待后续研究。(2)初步确认目前孩儿参属有21个种(P.rupestris,P.heterophylla,P.sylvatica, P.japonica,P.helanshanensis,P.tibetica,P.zhejiangensis,P.davidii,P.himalaica,P.maximowicziana,P.heterantha,P.polymorpha,P.tianmushansis,P.setulosa,P.longipedicellata,P.palibiniana,P.okamotoi,P.europaea,P.ebracteae,P.baekdusanensis,P.rigid)。(3)确认当前属内分类系统不能客观的反应孩儿参属内的系统发育关系。孩儿参属内部存在 2 个分支,P.japonica,P.rigida,P.heterophylla,P.palibinana,P.sylvatica 归属于分支 Ⅰ 和 P.tibetica,R heterantha,P.rupestris,P.tianmushanensis,P.maximowicziana,P.davidii 归属于分支 Ⅱ。P.europaea 和P.ebractea 在分支 Ⅰ 和分支Ⅱ中的位置尚不能确定,有待后续研究。(4)孩儿参属位于石竹科繁缕族较进化的位置,与Solitaria的系统发育关系较近。