十字花科(Cruciferae或Brassicaceae)是一个经济价值较大的科，其中如芸苔属和萝卜属为我国主要的蔬菜和油料作物，或辛辣调味品；有的种类是重要的药用植物；有的是观赏植物；也有的可用作染料、野菜或饲料。现代植物分子生物学研究的模式材料——拟南芥也属于这一类群。 由于具有辛辣气味、十字花冠、四强雄蕊、角果等独特特征，十字花科植物被公认为是一个自然分类群。但在其族、亚族、属之间尚存在很大的问题，特别是对于族和属的划分还有很多争论，同时由于属的界限不够清楚，导致在许多种的归属问题上争论颇多。所以建立一个十字花科的自然系统需要从各方面做大量工作。 果实的形态特征在分类上具有重要价值，本文从果皮和种皮微形态方面进行研究，试图为十字花科分类提供新证据；本文还基于ITS基因序列对十字花科颇有争议的类群进行了研究，力图为它们的系统关系提供分子新证据。 本文对十字花科10族41属83个种的果皮微形态在光学显微镜下进行了观察，主要观察了气孔器的类型、表皮细胞的形状、垂周壁式样等，计算和分析了气孔的长宽比、气孔指数以及气孔密度等数据，研究结果支持独行菜族、大蒜芥族和南芥族为多系类群。独行菜属和菥蓂属关系较近，支持将臭荠属归入独行菜属并另立一组，群心菜属和独行菜属相似但不支持将群心菜属归入独行菜属，果皮微形态特征显示荠属与南芥族关系更近，豆瓣菜属、碎米荠属和蔊菜属具较近的亲缘关系，拟南芥属与南芥属关系较近，盐芥属与大蒜芥属关系较近。 本文对32属65个种的种皮微形态进行了扫描电镜观察，结果表明十字花科种皮纹饰丰富多样，而且种皮纹饰为非保守性状，用于属以下类群的分类具有重要意义。支持将独行菜属划分为三个组的观点，建议将北美独行菜划出另立一新组，即子叶缘倚组Sect.AccumbentumF.Z.Li，J.Q.Zheng&Z.Y.Sun,sect.nov.，结果显示菘蓝属二种和舟果荠特征相似，说明具较近关系。豆瓣菜和蔊菜特征相似但与碎米荠属各种有较大差别，拟南芥属和南芥属关系较近而且拟南芥属和南芥属属内类群有较大差异，建议分组，支持无苞芥和须弥芥起源于拟南芥属的观点。 ITS基因序列聚类结果支持中国植物志将独行菜属分为三个组的观点，并支持种皮微形态特征将北美独行菜成立组的观点。支持臭荠属归入独行菜属，群心菜属、菥蓂属与独行菜属有密切关系，支持本文种皮特征中舟果荠属和菘蓝属关系较近的结果，并支持《中国被子植物科属综论》等将二属放入大蒜芥族，结果支持荠属与南芥族关系比和独行菜族关系更近，建议将荠属划归南芥族。实验也证明芸薹族和大蒜芥族关系较近，拟南芥属和南芥属关系较近，建议亚麻荠属划归南芥族。 无论是果皮和种皮微形态特征还是ITS基因序列结果都显示锥果芥属明显既不同于大蒜芥族内其它类群，也不同于其它各族类群，此外，其花粉和毛被特征也较独特，因此建议将锥果芥属从大蒜芥族划出另立为族。