亚洲碎米蕨类群的分子系统学研究

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鉴于碎米蕨类植物形态上的趋同进化,该类群的系统分类,特别是类群的界定十分困难,其系统关系一直是国内外学者研究的难点问题。在以往碎米蕨类系统发育研究的基础上,广泛取样,选取50种具有代表性的植物材料,涵盖该类群的所有属级分类单元,利用叶绿体基因组的八个DNA片段(matK、rbcL、atpA、trnG、rps4、rps4-trnS、trnG-trnR、trnL-F),采用三种方法:最大简约法(MP)、最大似然法(ML)、贝叶斯法(Bayesian)构建系统发育框架,重建各个类群的系统发育关系,在得到较高支持率的系统树基础上,结合对已有形态性状的分析,对国产碎米蕨类的属间界定做出正确的处理。  本文研究结果表明:(1)粉背蕨系的粉背蕨(Aleuritopteris pseudofarinosa)与银粉背蕨系的陕西粉背蕨(A.shensiensis)、假银粉背蕨(A.subargentea)、银粉背蕨(A.argentea)、裸叶粉背蕨(A.duclouxii)以及硫磺粉背蕨(A.duclouxii var.sulphurea)在系统发育树上聚为一个强烈支持的分支(支持率100%),说明它们有较近的亲缘关系;银粉背蕨系的四个成员:毛叶粉背蕨(A.squamosa)、莲座粉背蕨(A.rosulata)、丽江粉背蕨(A.likiangensis)以及金爪粉背蕨(A.veitchii)与粉背蕨系的六个成员:金粉背蕨(A.chrysophylla)、阴石粉背蕨(A.humatifolia)、棕毛粉背蕨(A.rufa)、白边粉背蕨(A.albomarginata)、阔盖粉背蕨(A.grisea)、台湾粉背蕨(A.formosana)以及黑柄粉背蕨(A.ebnipes)在分子树上聚为一强支,表明它们亲缘关系较近,但这些分支仍与其它属混杂在一起,故此仍将其放在亚洲碎米蕨类群中;另阴石粉背蕨与金粉背蕨也聚为一强支,结合两个种叶片形态、孢子、囊群盖和根状茎鳞片等形态学特征的对比研究,作者认为阴石粉背蕨应该作为金粉背蕨的异名处理。(2)碎米蕨属(Cheilosoria)的薄叶碎米蕨(C.tenuifolia)和隐囊蕨(Notholaena hirsuta)在系统树上聚为一强支,距离亚洲碎米蕨类群较远,具有很近的亲缘关系。联合多方面证据,支持将这两种从亚洲碎米蕨类群中划分出来。(3)国产旱蕨属(Pe llaea)的成员四川旱蕨(P.connectens)在系统树上与美洲Argyrochosma的五个成员聚为一强分支,且四川旱蕨是典型的奇数羽状复叶,与国产其它种类有别,因此本文认为将四川旱蕨放入Argyrochosma中较为合适。三角羽旱蕨(P.calomelanos)同国产其它旱蕨属成员的关系不密切,与黑心蕨属的关系聚为一强支,本研究暂时应将三角羽旱蕨作为一个独立的群(group)处理。
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