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水晶兰亚科(Monotropoideae)属于杜鹃花科,是环北温带分布的林下特有植物,其中两个分支鹿蹄草族(Pyroleae)和水晶兰族(Monotropeae)在国内有分布。本研究从以下两方面对相关类群进行了研究。1.喜冬草谱系地理学研究中国-日本森林植物亚区(Sino-Japan Forestic Region)孕育了世界上最为丰富的温带植物区系成分,是生物地理学研究的热点区域。喜冬草(Chimaphila japonica)属于杜鹃花科(Ericaceae)喜冬草属(Chimaphila),为东亚特有分布物种。本研究选择喜冬草为研究对象,对喜冬草的谱系地理学进行了研究。选择了喜冬草47个居群共468个个体作为实验材料,利用2个叶绿体片段trnL-F和rpl16和一个核基因片段ITS进行谱系地理学研究。叶绿体片段共检测到21个变异位点,20个单倍型。ITS检测到11个变异位点,10个单倍型。日本和东亚大陆没有共有单倍型。根据叶绿体单倍型分析结果,喜冬草拥有较高水平的单倍型多样性(Hd = 0.759)和核苷酸多样性(π= 0.00104),在物种水平具有较高的单倍型总遗传多样性(HT= 0.781),远高于居群内平均单倍型遗传多样性(Hs= 0.245)。AMOVA分析(FST=0.82048)显示分化主要发生在居群之间。中性检测Fu’s Fs值为具有显著性的负值(-6.033),暗示喜冬草可能发生过居群扩张。失配分析和Mantel test认为物种没有发生过种群扩张。日本地区的单倍型嵌套在整个东亚的单倍型中,聚成一支的3个单倍型与其他单倍型分歧时间点为0.925 mya。ITS序列遗传多样性稍微低,某些分析结果与叶绿体分析结果不一致等结果,可能是不完全谱系分选造成的。2.国内水晶兰亚科两属的分类学处理按照《Flora of China》描述,国内水晶兰亚科共有6个属,其中无叶绿素的类群水晶兰族(Monotropeae)目前国内分类学研究较少。通过分子生物学实验和Genbank获取相关类群ITS序列,构建水晶兰族系统发育树。对水晶兰族物种进行形态学观察。通过分子系统学研究和形态学特征比较,对沙晶兰和松下兰做出了分类学处理。分子系统树中,假水晶兰与水晶兰聚成一支单系,然后假水晶兰+水晶兰分支再与沙晶兰聚成一支。形态特征方面,沙晶兰和假水晶兰在颜色和花序上也有明显区别。综合形态学和分子生物学证据,进行分类学处理,将沙晶兰从假水晶兰中独立出来,成为单种属。分子系统树中,松下兰与水晶兰系统位置较远。水晶兰族分子系统树可以分为两个分支Clade Ⅰ和Clade Ⅱ,松下兰和水晶兰分别位于两个分支上。形态学特征方面,这两种在颜色、花序类型方面也有明显区别,应分为两属。目前常用的松下兰属名按照命名法规应予以废弃。为保证松下兰在命名学上的稳定性,建议对松下兰属名和模式物种给予保留。