桤木属Alnus Miller隶属于桦木科Betulaceae，具有独特的雄性柔荑花序和球果状果序，广布于北半球温带地区。该属是桦木科中现存六属较早分化的类群，在新生代发现其丰富的化石。由于该属多数种类能与放线菌共生而产生可固氮的根瘤，因此，一直以来倍受植物学家和细菌学家的关注。　　 本文通过文献查阅、标本研究和野外考察，对桤木属的形态性状进行了分析，在此基础上利用多个DNA片段的序列分析了其分子性状。综合各方面的证据，结合Furlow对美洲类群的研究，重点对欧亚桤木属植物进行了分类学修订，并分析了属下种间的系统发育关系。以该属为例，探讨了DNA条形码技术在植物分类学中的应用。主要内容包括：　　 1.习性和外部形态学　　 结合标本查阅和野外考察，对桤木属植物的生活习性、冬芽、叶、花序、花和果实等性状的变异式样及其相关性进行了深入研究，并讨论了它们的分类学价值。结果表明：冬芽、花序、果序梗等性状组合对属下种上等级的划分较有意义；叶片、叶表面显微结构、托叶、叶片毛被、叶脉，果序梗及小坚果翅等性状可作为桤木属划分同域近缘物种的重要依据。　　 2.花粉形态学　　 在光学显微镜和扫描电镜下观察了桤木属18种植物的花粉形态学特征。它们在花粉粒的大小、外壁纹饰和萌发孔数方面存在差异，其中花粉粒较大，外壁纹饰较光滑是A.nitida的孢粉学鉴别特征；多数物种的花粉粒均以4或5孔为主，有些类群出现一定比例的3孔或6孔花粉粒，具3孔花粉比例最高的是A.serrulatoides，具6孔比例最高的是A.firma。　　 3.细胞学　　 本次研究利用根尖压片法对桤木属10个物种14个居群的体细胞染色体进行了观察。首次报道4个物种的染色体计数，A.matsumurae、A.trabeculosa、A.rhomibifolia和A.inokumai，它们的染色体数目均为2n=28；其它6种和前人的研究结果一致，A.serrulatoides和A.rubra为2n=28，A sibirica、A.hirsuta和A.japonica为2n=56，A.firma为2n=112。另外，通过原始文献的查证，发现Chiba(1962)报道的桤木属染色体基数x=7是错误的。结合前人的研究结果，该属染色体基数应为x=14。在此基础上，本文给出了世界桤木属四种染色体倍性的分布图。美洲的物种倍性较为单一，全部是二倍体；而日本的类群具有二倍体、三倍体、四倍体和八倍体，多样性水平较高，这为推测桤木属的起源中心提供了重要证据。　　 4.基于多个DNA片段的分子鉴定和系统发育分析　　 在前人研究的基础上，我们选取4个DNA片段(核核糖体ITS，叶绿体rbcL、matK和trnH-psbA)，包括桤木属26种及外类群桦木属4种。分析方法包括种间距离和种内距离的估算、序列特征法和系统树的构建法。研究结果表明：桤木属的单系性得到很好的支持；ITS和trnH-psbA联合可作为桤木属物种鉴别的分子标记，能准确快速地鉴定88.5％(23/26)的桤木属物种，使得传统分类上的困惑(如Alnus formosana、A.japonica和A.maritima容易混淆的类群鉴定)得到了解决。　　 5.分类学研究　　 我们综合上述研究结果，对桤木属植物进行了分类学修订。属下划分2亚属，全世界共包括26种13亚种。我们重点对欧亚分布的17种4个亚种进行了分类学修订，其中国内有4种被作为新异名处理；对A.nepalensis、A。formosana和A.nitida等进行了后选模式指定。同时，本文还给出了种和亚种的检索表、各类群的形态学描述、地理分布图、标本引证和各种的主要鉴别特征。　　 6.DNA条形码技术在植物分类学中的应用　　 DNA条形码技术(DNA barcoding)是利用标准的、有足够变异的、易扩增且相对较短的DNA片段(DNA barcode)自身在物种种内的特异性和种间的多样性而创建的一种新的生物身份识别系统，它可以对物种进行快速的自动鉴定。本文以分类比较清楚的桤木属为例，探讨了DNA条形码技术在植物分类学中的应用。结果显示，该新技术是对传统分类学的补充和强化，二者的结果可以相互启发，且二者有机结合可使barcode成为新的网络化的生物物种信息载体，形成一个动态的(可不断补充和完善)相对开放且可信的系统，更利于构建便捷的生命百科全书。