映山红亚属植物叶表皮微形态及岭南杜鹃的遗传多样性研究

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映山红亚属(subg.Tsutsusi)植物不仅可作为观赏,部分种类还可入药。叶表皮微形态特征在映山红亚属植物的分类学价值历来不容忽视,叶片为其主要的药材原料,观察结果也可为该亚属的中药植物进行药材鉴别提供理论依据。然而,目前对该亚属的叶表皮观察尚未有深入研究。通过扫描电镜对杜鹃花属映山红亚属37种植物的叶表皮显微特征进行观察,其中29种的叶表皮特征为首次报道。研究结果如下:(1)气孔器均为无规则型且均在远轴面。(2)根据叶片微形态特征,如腺体的有无,表皮毛的类型,气孔器散生或密生于表皮毛之间,拱盖单层或双层,表面粗糙或光滑,气孔器周围有或无突起,可将映山红亚属的种类分为杜鹃型(R.simisii-type)、岭南杜鹃型(R.mariae-type)、皋月杜鹃型(R.indicum-type)、崖壁杜鹃型(R.saxatile-type)及丁香杜鹃型(R.farrerae-type)等五种类型。(3)杜鹃型植物气孔器周边无或具间断的条形突起。(4)皋月杜鹃型叶表皮气孔器保卫细胞两极具有T型加厚,与叶状苞亚属(Subg.Therorhodion)叶状苞杜鹃(R.redowskianum)的气孔器特征相似,推测与叶状苞亚属具有一定的亲缘关系。(5)崖壁杜鹃型植物表皮毛单一,多呈卷曲状与其他类型有所不同,且未见腺体。(6)丁香杜鹃型植物无其他毛的存在,但有腺体。(7)依据叶表皮微形态特征讨论了一些近缘种类的关系,如支持将背绒杜鹃(Rhododendron hypoblematosum)和千针叶杜鹃(Rhododendron polyraphidoideum)处理为独立的种,支持保留紫薇春(Rhododendron naamkwanense var.cryptonerve)作为南昆杜鹃(Rhododendron naamkwanense)的变种地位,不支持将腺花杜鹃(Rhododendron adenanthum)并入细瘦杜鹃(Rhododendron tenue)作异名处理等。(8)叶表皮显微特征在映山红亚属内物种划分上具有重要价值,也为岭南杜鹃(Rhododendron mariae)与潮安杜鹃(Rhododendron chaoanense)、河边杜鹃(Rhododendron meridionale)等易混品基源鉴别提供理论指导。岭南杜鹃(Rhododendron mariae Hance)隶属于杜鹃花科(Ericaceae)杜鹃花属(Rhododendron)映山红亚属(Subgen.Tsutsusi),具有较高的药用价值和观赏价值,分布于我国华南地区,南岭山地及其周边地区是其分布区中心。本研究对岭南杜鹃进行群体采样,共采集13个野生居群,通过二代测序对其进行群体遗传多样性研究。主要结果如下:(1)基于dd RAD测序技术,共鉴定出9080个SNPs,分析得出岭南杜鹃的群体间遗传多样性水平较低,近交系数大、群体遗传分化度高。(2)群体遗传结构符合地理分布格局,将岭南杜鹃划分为东西两个谱系,东谱系的群体遗传多样性高于西谱系。(3)遗传距离和空间距离之间具有明显的相关性,说明空间隔离在岭南杜鹃的遗传分化中作用较大。(4)系统分析显示岭南杜鹃起源于西南山地,一直沿南岭山系向东延伸,符合前人推测。(5)遗传多样性高的广东连平芹菜湖(LP)、江西龙南九连山(LN)两个居群可作为优良种源。(6)建议对岭南杜鹃野生居群的保护主要采取就地保护,辅以经济激励机制保护,对具有较低的遗传多样性的,如来自广东阳春千家峒(YC)居群的岭南杜鹃进行迁地保护和引种栽培。
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