多倍化在高等植物中是一种极为重要的进化和多样性形成方式,现存的被子植物很少没有在它们的进化过程中经历过多倍化。在植物界中,周期性的多倍化事件以及多倍体的多次起源几乎是一个规则,而不是特例。多倍体根据来源可以分为同源多倍体和异源多倍体,其中同源多倍体是种内起源的,异源多倍体是通过种间杂交和多倍化后形成的。绞股蓝属(Gynostemma)为葫芦科(Cucurbitaceae)多年生攀援草本植物,包含16种2变种,其中9种2变种为中国特有,现代分布中心为中国长江流域至云南省。根据子房和果实形态的差异,将其分为喙果藤亚属(Subgen.Triostellum)和绞股蓝亚属(Subgen.Gynostemma)。多倍体现象在绞股蓝属植物中极为普遍,多倍化与植物的地理分布密切相关。只具有二倍体的种类不但分布区狭小,生态环境也较单一,具有多倍体的种类,分布区相对较大。其中分布区最广的绞股蓝(G.pentaphyllum)在该属中倍性变化最大,具有二倍体、四倍体、六倍体和八倍体4种倍性。本研究以广布种绞股蓝作为绞股蓝属植物的典型种,运用克隆测序或PCR产物直接测序的方法,分析了13个居群的绞股蓝(包含三个多倍体居群:DL 8x、JS 6x、NJ 4x)和两个外类群(五柱绞股蓝和喙果绞股蓝)的三种不同来源的基因序列,包括母系遗传的叶绿体基因间隔区(psbB-psbF、rpl20-rpsl2、trnL-F)、nrDNA ITS序列(代表多拷贝基因家族)和RPB2内含子序列(代表单拷贝核基因)。主要目的是探讨绞股蓝多倍体的起源方式(种内起源vs.种间杂交起源)、起源次数(一次起源vs.异地多次起源)以及演化方式,并确定其二倍体和多倍体的关系,分析其不同倍性植物分布格局形成的原因。单独和组合的核基因序列系统发育分析均表明来源于同一个多倍体居群的不同克隆间序列变异很小,很有可能来源于同一个植物家系,因此推测绞股蓝多倍体的产生是同源多倍化的结果。系统发育树上多倍体居群间相比具有较近的亲缘关系,这揭示绞股蓝二倍体和多倍体间发生了较大的遗传分化,多倍化可能在绞股蓝的分化过程中是一种重要的机制。不同居群间的cpDNA序列几乎没有变异,所有的变异位点都出现在八倍体居群DL 8x中。八倍体cpDNA基因出现了相对大的变异,在此并未找到与其cpDNA基因型相似的二倍体居群。此外,ITS系统发育树揭示绞股蓝多倍体居群中出现了亲缘关系与其地理分布的不一致性,现今的二倍体与多倍体的地理分布并不代表它们间的亲缘关系,这有可能是二倍体祖先的灭绝或者绞股蓝多倍体起源时间较早,以至于多倍体起源后经迁移扩散重新进行地理分布的结果。绞股蓝的多倍化并没有显著扩大该种的分布范围,其二倍体与多倍体的地理分布差异可能反映了不同地区历史上的生态环境差异,特别是冰期时不同地区的生态环境。