霸王属隶属蒺藜科,共有100多个物种,其中包括一年生和多年生草本、灌木,主要分布在亚洲、非洲和澳大利亚的干旱和半干旱地区。之前本课题组通过对霸王属的分子系统进化进行研究,得出分布于亚洲的霸王属是从同一个祖先进化而来,在早期被分化为两个不同的亚支,即草本支和灌木支,但是并没有对其营养器官的形态解剖和发育进行研究。本文分别对灌木和草本两个支的代表物种霸王Zygophyllum xanthoxylon和驼蹄瓣Zygophyllum fabago营养器官的解剖学特征进行了系统的研究,并通过转录组测序的方法对霸王叶发育的分子机制进行了初步探究。研究结果如下:(1)霸王和驼蹄瓣作为两个分支的代表,它们的营养器官具有不同的旱生特征,这些特征均表明了其对干旱环境的适应,进一步支持分子系统学的研究结果。其中,根茎中的皮层薄壁细胞多样化,霸王根中木质部的木质化程度比驼蹄瓣高,霸王根和茎中的淀粉比驼蹄瓣多。在叶中,霸王有较小的叶面积和气孔密度,角质层比驼蹄瓣厚。所以霸王的抗旱特征更为显著。(2)霸王的叶是偶数羽状复叶,由2片小叶组成,在顶生小叶的部位有1片类似退化的顶生小叶,这与奇数羽状复叶具有明显的区别。本研究将霸王的叶形态发育分为4个阶段,从叶原基的起始到叶的成熟。从这个过程中观察到顶生小叶原基的高度从大于侧生小叶原基到小于侧生小叶原基,最后停止生长。通过与奇数羽状复叶华北珍珠梅Sorbaria kirilowii叶发育过程比较,霸王复叶的来源是通过三出复叶的顶生小叶退化后形成。(3)通过对不同生长时期霸王叶的转录组进行分析,筛选出ROT3、PIF3、BZR1/2、LHCA1、LHCB6、NYC1这6个可能与霸王顶生小叶发育相关的基因。这为下一步寻找出与霸王顶生小叶发育有关的基因研究奠定了基础。