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甜菜树属Yunnanopilia C.Y.Wu&D.Z.Li隶属于山柚子科Opiliaceae(Benth.)Valeton,分布于中国的云南省、广西省以及越南北部和老挝等地。山柚子科含有12个属,共34个种,主要分布于热带和亚热带地区。甜菜树属自发表以来,其系统位置一直存在争议。本论文对甜菜树属及其近缘属进行了较全面的比较形态学研究,并探讨了各形态性状的分类学意义;通过分子系统学研究方法,探讨了甜菜树属的系统位置以及山柚子科各属的系统关系;并基于山柚子科植物叶绿体全基因组的数据分析,进一步探讨了甜菜树属与其近缘属的叶绿体基因组特征及系统发育关系。论文研究结果为探讨山柚子科植物的系统发育与演化关系提供了科学依据。主要研究结果如下:1.甜菜树属与近缘属的比较形态学山柚子科的多数属为单型属,故每个属的种几乎代表了该属的特征。本研究采用野外观察、室内解剖、石蜡切片和扫描电镜等方法分别对山柚子科东南亚分布的甜菜树属Yunnanopilia、台湾山柚属Champereia Griffith、Melientha Pierre、鳞尾木属Lepionurus Blume、尾球木属Urobotrya Stapf、山柚子属Opilia Roxburgh和山柑藤属Cansjera Jussieu7个属代表植物的生态习性、叶表皮、花和花序形态,果实特征、叶片及茎的解剖结构以及花粉形态进行了综合比较形态学研究,结果表明:7个种的习性以小乔木为主,仅山柚子Opilia amentacea Roxb和山柑藤Cansjera rheedii J.F.Gmelin为攀援性灌木。除鳞尾木Lepionurus sylvestris Bl.、尾球木Urobotrya latisquama(Gagnep.)Hiepko和山柑藤的叶表皮具有表皮毛,其它各种均无表皮毛。作为该科特征结构的钟乳体,在叶肉中主要以4-8细胞成簇或成对出现,而在茎中,钟乳体以4-8细胞成簇出现和单独出现。台湾山柚Champereia manillana(BI.)Merr、Melientha suavis Pierre和甜菜树Yunnanopilia longistaminea(W.Z.Li)C.Y.Wu&D.Z.Li为圆锥花序,并常着生在老茎上和主干上,全雌单性花或杂性花;山柑藤为穗状花序,鳞尾木、尾球木和山柚子是总状花序,均着生在叶腋处并为两性花。果实颜色与大小亦差别明显。花粉粒的形状、外壁纹饰在各个属明显区别,较好地支持了属间分类,台湾山柚的花粉粒是近球形、网穴纹饰,而Melientha suavis和甜菜树的花粉粒都是长球形、网状纹饰,在花粉粒这一重要分类性状上可以证明Melientha suavis和甜菜树的亲缘关系较近。基于上述形态特征的比较研究,建立了东南亚产7属的分属检索表。综合比较结果表明,甜菜树属与近缘属具有明显的形态特征差别,其属的独立得到比较形态学的确认。2.基于分子系统学的甜菜树属系统位置研究选取甜菜树整个分布范围的5个居群共15个个体和山柚子科其它6个属的代表种,并根据APG IV分类系统,选择硬核Scleropyrum wallichianum Arn.(檀香科Santalaceae)和赤仓藤Erythropalum scandens Blume(铁青树科Olacaceae)作为2个外类群,基于2个核基因序列(ITS1-ITS2和18S rDNA)和4个叶绿体基因序列(rbcL,matK,psbA-trnH和trnS-trnG)的测序数据,利用最大似然法和贝叶斯法,对甜菜树属在山柚子科中的系统位置进行了分子系统学研究。结果表明,山柚子科所有类群聚为一支,该科组成了一个自然的单系类群。科内各属的关系得到了较好的支持,所有甜菜树的样本均聚在一个分支内并表明它是单系,明显地与台湾山柚和Melientha suavis分开,各自形成独立的类群。而且甜菜树和Melientha suavis组成姐妹群,表明在甜菜树属、台湾山柚属和Melientha属三个近缘属中,甜菜树属与Melientha属的亲缘关系更近。确认甜菜树属应作为独立的属处理,与比较形态学结果相吻合。3.甜菜树属及其近缘属的叶绿体基因组系统发育关系通过对山柚子科植物的扩大采样,对该科9个属代表种进行了叶绿体全基因组测序,并引用了2个属的叶绿体全基因组数据。通过叶绿体基因组数据分析,并利用ML方法重建了山柚子科11个属的叶绿体基因组系统发育关系,结果表明:山柚子科各属植物的叶绿体基因组总体长度在143008bp(Anthobolus filifolius R.Br.)-147481bp(Melientha suavis)之间,各属植物的叶绿体基因组均由四个部分组成,分别为大单拷贝区(Large single copy,LSC)、小单拷贝区(Small single copy,SSC)、两个长度反向重复区(Inverted repeats,IRs),大单拷贝区长度为81943-83759bp,小单拷贝区长度为7670-10830bp,IR区长度为25308-28095bp。山柚子科的植物叶绿体基因组均缺乏ndhA-ndhK(11个)蛋白编码基因。系统发育结果支持将原来属于檀香科Santalaceae的Anthobolus R.Br.归入山柚子科,构成山柚子科的基部类群,与其它10个属构成的分支呈姐妹群关系。叶绿体全基因组系统发育分析亦支持甜菜树属、Melientha和台湾山柚属3个近缘属成为1族,甜菜树属明显地区别于两个近缘属,其属的独立得到了完全确认。根据分析结果,山柚子科可以划分为四个族即Anthoboleae(Anthobolus)、Agonandreae(Agonandra Miers)、台湾山柚族(台湾山柚属、甜菜树属和Melientha)、山柚子族(Rhopalopilia Pierre、Pentarhopalopilia(Engler)Hiepko、山柑藤属、鳞尾木属、尾球木属和山柚子属)。