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荻属(Triarrhena Nakai)是禾本科的一个小属,由分布于东亚地区的2个种,即荻(T.saccharrflora(Maxim.)Nakai)和南荻(T.lutarioriparia L.Liu)组成。荻属的分类学问题在学术界存在争议,一是归属问题,二是种的划分问题。本文利用叶形态解剖学、细胞学和分子系统学方法对荻属及其近缘植物的系统演化关系进行了综合研究。主要研究结果如下:1.叶形态解剖学通过光学显微镜和扫描电镜对荻属及其近缘植物8种5变种叶的形态解剖特征进行了观察,结果表明:(1)叶表皮形态有许多相似的特征,但在属间、种间及变种间也存在较明显的差异,具有一定的系统学意义。荻属及其近缘植物气孔副卫细胞为圆屋顶型至三角型;脉间长细胞稍长或狭长,壁近平直、浅波状至深波状;硅质体多为哑铃型,少为双哑铃型、十字型或结节型;微毛和刺在所有的类群中存在,仅白茅属的2个种无刺毛,细荻有钩毛,斑茅、白茅和刹柴有大毛;乳突普遍存在于荻、南荻各变种的上、下表皮上,斑茅和五节芒未发现乳突,芒的下表皮,白茅的上表皮有乳突,白茅属的白茅和丝茅气孔保卫细胞上均有4个体积较普通细胞上的乳突为小的乳状突起,较为特殊。(2)所有供试材料的叶横切结构都属于黍型,依据维管束束内鞘的有无又可分为两种类型。芒和五节芒仅有一层维管束鞘细胞,而其它的材料具有两层维管束鞘细胞。2.细胞分类学对禾本科荻属(Triarrhena)以及近缘的芒属(Miscanthus)、白茅属(Imperata)和甘蔗属(Saccharum)7个种及南荻种内4个变种8个居群的染色体进行了研究。结果表明,芒(M.sinensis)的核型为:2n=38=28m+10sm;五节芒(M.floridulus),2n=38=24m+14sm;荻(T.sacchariflora),2n=38=22m+16sm;南荻(T.lutarioriparia var.lutarioriparia),汉寿居群2n=38=26m+10sm+2st,南昌居群2n=38=24m(2SAT)+14sm(2SAT);突节荻(T.lutarioriparia var.levationodis),2n=38=30m(2SAT)+8sm;细荻(T.lutarioriparia var.humilior),2n=76=52m+20sm+4st;平节荻(T.lutarioriparia var.planiodis),九江居群,2n=38=30m(2SAT)+6sm+2st,彭泽居群2n=38=26m+10sm+2st,安庆居群2n=38=22m+14sm(2SAT)+2st,贵池居群2n=38=26m+12sm;丝茅(I.koenigii),2n=20=9m+1sm;斑茅(S.arundinaceum)的染色体数目2n=40;甜根子草(S.spontaneum)南昌居群,2n=64,石城居群,2n=70。其中,芒、五节芒、荻二倍体的核型,南荻、平节荻、细荻的核型以及丝茅的核型均为首次报道。所观察的芒属和荻属核型都属于2B类型,丝茅的核型为1B类型。从细胞学的结果可以得出荻属的荻和南荻与芒属的芒和五节芒有很近的亲缘关系,而与白茅属的丝茅亲缘关系较远,荻属并入芒属,南荻作为芒属的新种比较合理。3.ISSR分析利用ISSR标记对荻属及其近缘的11个种进行了研究。结果表明:荻属及其近缘属种间ISSR标记多态性较高,变异较大,11个引物共扩增出230条带,多态性条带百分率为100%,扩增片段长度为300～3000bp。每个引物可扩增出18～26条多态性带,平均20.91条,ISSR标记遗传一致度在种间变化范围为0.551～0.878,平均值为0.714。采用UPGMA法对由ISSR数据求出的遗传距离进行聚类分析,得到的结果显示,ISSR标记能将荻属及其近缘的11个种植物材料分开,同属不同种的材料分别先聚在一起,亲缘关系较近,种间存在明显的遗传差异;荻属与芒属的亲缘关系很近,而与白茅属的亲缘关系较远。南荻种内5变种的变异复杂,有一定的区域性。4.ITS序列分析通过测定和从GenBank中提取荻属及其近缘植物的ITS序列,以芦苇(Phragmites australis)为外类群,采用邻接法(neighbor-joining,NJ)、最大简约法(maximum parsimony,MP)和最大似然树法(maximum likelihood,ML)分析方法进行了系统发育分析,这三种方法得到的系统发育树基本相同。荻属和芒属Miscauthus的种类形成一个单系类群;白茅(Imperata cylindrical)与斑茅(Saccharumarundinaceum)聚成一小支并构成姐妹群,白茅与荻属的关系较远。本研究表明:将荻属植物归并到芒属更为合理,不支持将荻属置入白茅属或另立一属的观点。斑茅与白茅、河八王及蔗茅(Erianthus fulvus)系统发育关系较近,而与滇蔗茅(E.rockii)及甘蔗属的竹蔗(Saccharum sinense)、甘蔗(S.officinarum)、细秆甘蔗(S.barberi)和甜根子草(S.spontaneum)的关系较远。