基于淫羊藿屬(EpimediumL.)核型似近系數(shù)的聚類(lèi)分析及其系統(tǒng)演化意義

陳永畢 李雙,吳靜 盛茂銀

摘 要： 為揭示淫羊藿屬（Epimedium L.）植物染色體組遺傳與進(jìn)化，闡明該屬植物系統(tǒng)親緣關(guān)系和現(xiàn)代地理分布格局形成。該文對(duì)淫羊藿屬植物51個(gè)分類(lèi)群（43種、1亞種、6變種和1個(gè)栽培品種）和2種溫哥華屬（Vancouveria Morren et Decne.）植物的根尖進(jìn)行了有絲分裂中期染色體核型分析，并運(yùn)用核型似近系數(shù)聚類(lèi)分析方法對(duì)這53個(gè)分類(lèi)群植物的核型進(jìn)行了聚類(lèi)研究。結(jié)果表明：所有種類(lèi)的染色體數(shù)均為12，二倍體（2n=2x=12），第1對(duì)同源染色體均為隨體染色體，核型均為Stebbins的2A或1A型?？梢?jiàn)，淫羊藿屬植物染色體組在遺傳進(jìn)化中確實(shí)較為保守，種間核型非常相似。核型似近系數(shù)聚類(lèi)分析為淫羊藿屬植物系統(tǒng)進(jìn)化研究提供了一些明顯的線(xiàn)索。分析結(jié)果完全支持該屬屬下兩個(gè)亞屬（Subgen. Rhizophyllum和Subgen. Epimedium）的劃分。亞屬Epimedium的核型似近系數(shù)聚類(lèi)結(jié)果顯示，該類(lèi)群物種間的系統(tǒng)親緣關(guān)系與地理分布密切相關(guān)。核型似近系數(shù)分析結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，來(lái)自東亞地區(qū)的淫羊藿屬植物染色體組具有明顯的變異，顯示了更高的遺傳多樣性。基于上述研究結(jié)果，推斷了淫羊藿屬植物現(xiàn)代地理分布格局的形成過(guò)程。該研究結(jié)果可為淫羊藿屬植物的資源利用、系統(tǒng)分類(lèi)和遺傳演化等領(lǐng)域的研究提供參考。

關(guān)鍵詞： 淫羊藿， 聚類(lèi)分析， 核型， 似近系數(shù)， 系統(tǒng)學(xué)

Abstract： To reveal the genome genetics and evolution and clarify the systematic relationship and the formation of modern geographic distribution， a karyotype analysis of mitotic metaphase chromosomes in 51 Epimedium taxa （43 species， 1 subspecies， 6 varieties， and 1 cultivar） and two Vancouveria species was conducted in the present study. Especially， the 53 taxa studied were clustered by their karyotype resemblance-near coefficients because the interspecific karyotypes are very similar and the traditional karyotype analysis cannot provide significant evidence for the studies on genetics and evolution in Epimedium. The results were as follows： The 53 taxa studied all were diploid with 12 chromosomes （2n=2x=12）， the genome of each taxon had one pair of satellites located on the pair I of homologous chromosomes， respectively， and the karyotype types of the 53 species studied all were type 1A or 2A of Stebbins. It can be concluded that the interspecific karyotypes were indeed very similar and the genomes evolvement were rather conservative in genus Epimedium. The cluster analysis of karyotype resemblance-near coefficients can provide some valuable clues for the studies on the systematics and taxonomy in genus Epimedium. Results of the cluster analysis by the karyotype resemblance-near coefficients strongly supported the previous taxonomic division of Subgen. Rhizophyllum and Subgen. Epimedium in genus Epimedium. The results also showed that the interspecific relationship was closely correlated to the geographical distribution in genus Epimedium and that the genomes of the taxa native to East Asia had obvious variation and more high genetic diversity. Finally， the formation of modern geographical distribution of genus Epimedium was inferred in the present study. Results of the present study have significant scientific values in the further studies on the resources utilization， taxonomy， and phylogenetics in genus Epimedium.

Key words： barrenwort， cluster analysis， karyotype， resemblance-near coefficient， systematics

一直以來(lái)，淫羊藿都是我國(guó)著名的傳統(tǒng)藥用植物，在生殖系統(tǒng)、心腦血管、抗衰老等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用（Sheng et al.， 2010）。近年來(lái)研究證實(shí)，在腫瘤治療方面淫羊藿植物也具有明顯的應(yīng)用前景（王悅云等，2015）。在歐美、日本等地，由于淫羊藿屬植物具有奇異的花朵、多變的花色、多年生常綠的植株等優(yōu)良園藝特性，已成為十分受歡迎的園藝植物。近年來(lái)，針對(duì)淫羊藿屬植物的研究已成為相關(guān)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

淫羊藿屬（Epimedium L.）分類(lèi)學(xué)上隸屬于小檗科（Berberidaceae），間斷分布于東亞的日本至北非的阿爾及利亞之間的廣大區(qū)域（應(yīng)俊生，2002）。該屬屬下物種較多，全世界已有60余個(gè)物種報(bào)道（Sheng et al.， 2010）。該屬在全世界的分布區(qū)可以分成2個(gè)部分：（1）地中海和西亞地區(qū);（2）以中國(guó)為主的東亞地區(qū)。以中國(guó)為主的東亞地區(qū)已有50余個(gè)種和6個(gè)變種被發(fā)現(xiàn)報(bào)道，是淫羊藿屬現(xiàn)代物種多樣性分布中心。該屬是典型的舊世界溫帶分布屬，與分布于北美洲的溫哥華屬（Vancouveria Morren et Decne.）之間有著密切的親緣關(guān)系（應(yīng)俊生，2002）。長(zhǎng)期以來(lái)，由于該屬種類(lèi)繁多，且種間差異不明顯，在分類(lèi)上一直是一個(gè)難以處理的類(lèi)群（郭寶林等，2008）。過(guò)去的100多年來(lái)，學(xué)者們對(duì)該屬系統(tǒng)學(xué)研究開(kāi)展了大量的工作。迄今為止，Stearn（2002）基于該屬新的類(lèi)群發(fā)現(xiàn)、地理分布、花瓣形態(tài)演化以及染色體C帶等研究成果，建立了該屬最為全面的分類(lèi)系統(tǒng)。在Stearn（2002）的分類(lèi)系統(tǒng)中：（1）淫羊藿屬首先被劃分為Subgen. Epimedium和Subgen. Rhizophyllum兩個(gè)亞屬;（2）Subgen. Epimedium亞屬又被劃分為4個(gè)組：Sect. Epimedium（原產(chǎn)歐洲、高加索和土耳其北部）、Sect. Diphyllon（原產(chǎn)中國(guó)）、Sect. Polyphyllon（原產(chǎn)西喜馬拉雅地區(qū)）和Sect. Macroceras（原產(chǎn)日本、朝鮮、中國(guó)東北和俄羅斯遠(yuǎn)東）;（3）最為復(fù)雜的中國(guó)類(lèi)群Sect. Diphyllon組由被進(jìn)一步劃分了4個(gè)系：Campanulatae、Davidianae、Dolichocerae和Brachycerae。盡管，Stearn（2002）的分類(lèi)系統(tǒng)是該屬目前最為全面的分類(lèi)系統(tǒng)，且屬下分類(lèi)群（亞屬、組）間的關(guān)系已經(jīng)比較清楚。但該屬系統(tǒng)分類(lèi)和起源進(jìn)化研究仍存在一些明顯問(wèn)題亟待解決：（1）屬下類(lèi)群間的系統(tǒng)關(guān)系仍存在不清楚的地方，特別是該屬最為復(fù)雜的Sect. Diphyllon組下的物種劃分和類(lèi)群間的系統(tǒng)關(guān)系仍存在明顯的混亂和一定的錯(cuò)誤;（2）中國(guó)是該屬目前的物種分布中心，但是否是其起源中心仍沒(méi)有定論（Nakai et al.， 1996; Sun， 2004; Sun et al.， 2014）;（3）該屬世界范圍的現(xiàn)代間斷分布格局形成過(guò)程與機(jī)制不清楚。

細(xì)胞學(xué)的核型分析已廣泛應(yīng)用于植物分類(lèi)學(xué)研究，可以為植物系統(tǒng)起源進(jìn)化和種間親緣關(guān)系研究提供重要的細(xì)胞學(xué)資料（盛茂銀和陳慶富，2007a）。自20世紀(jì)80年代以來(lái)，學(xué)者們針對(duì)該屬植物的細(xì)胞學(xué)研究開(kāi)展了大量的工作。Krikorian（1983）報(bào)道了11種日本產(chǎn)的淫羊藿屬植物的核型;Takahashi（1989）與Tanaka & Takahashi （1981）研究了該屬26個(gè)種、亞種和雜交種的C帶;盛茂銀與陳慶富（2007a，b）分別對(duì)該屬12種植物和6種植物的核型進(jìn)行了報(bào)道。然而，不管是上述學(xué)者們的研究，還是后來(lái)陸續(xù)開(kāi)展的淫羊藿植物細(xì)胞學(xué)研究（Sheng & Wang， 2010;嚴(yán)福林等，2016;Zhang et al.， 2018），研究結(jié)果都顯示，該屬植物同源染色體間特征差異不明顯，種間核型十分相似，難以從核型特征直接研究物種間的系統(tǒng)親緣關(guān)系，導(dǎo)致該屬核型分析研究一直未能為該屬植物分類(lèi)學(xué)和系統(tǒng)演化研究提供更為有價(jià)值的細(xì)胞學(xué)證據(jù)。

核型似近系數(shù)綜合計(jì)算核型分析參數(shù)，運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)聚類(lèi)法對(duì)物種在核型水平上進(jìn)行數(shù)值分類(lèi)，可以反映物種間在核型上的同源性或親緣關(guān)系（譚遠(yuǎn)德和吳昌謀，1993），特別是針對(duì)種間核型差異不明顯的類(lèi)群的系統(tǒng)親緣關(guān)系研究具有十分重要的意義。本文作者近20年來(lái)收集了中國(guó)、日本、德國(guó)、美國(guó)等全世界不同區(qū)域淫羊藿屬植物51個(gè)分類(lèi)群種和2種溫哥華屬植物，并對(duì)其開(kāi)展了根尖有絲分裂中期染色體核型分析研究。鑒于該屬植物同源染色體間差異不明顯、種間核型十分相似、傳統(tǒng)核型分析的難以開(kāi)展種間系統(tǒng)關(guān)系研究的局限，本研究開(kāi)展了上述53個(gè)分類(lèi)群種的核型似近系數(shù)研究，分析其親緣關(guān)系，以期為淫羊藿屬植物的系統(tǒng)分類(lèi)和起源進(jìn)化等領(lǐng)域的深入研究提供細(xì)胞學(xué)證據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料及來(lái)源

本文筆者近20年來(lái)通過(guò)野外實(shí)地采集、學(xué)術(shù)交流等途徑收集了來(lái)自中國(guó)、日本、德國(guó)、美國(guó)等全世界不同區(qū)域淫羊藿屬植物51個(gè)分類(lèi)群種和2種溫哥華屬植物。這些材料的采集地、憑證標(biāo)本等信息詳見(jiàn)表1。所有的憑證標(biāo)本存于貴州師范大學(xué)喀斯特研究院植物標(biāo)本室，部分材料具有活體植株，活體植株種植于貴州師范大學(xué)喀斯特研究院植物栽培溫室。

1.2 染色體標(biāo)本制備與核型參數(shù)獲取

2007年至2018年期間，每年的4—5月，從生長(zhǎng)旺盛活體植株根系上剪取新生長(zhǎng)的根尖，運(yùn)用壓片法制備染色體標(biāo)本。具體制備方法參照盛茂銀和陳慶富（2007a）的方法。選取著絲粒清晰、分散良好的染色體玻片，借助Olympus BX52-DP72顯微攝像系統(tǒng)進(jìn)行顯微拍照。每個(gè)材料選取5個(gè)良好的中期分裂細(xì)胞相進(jìn)行核型分析和核型參數(shù)計(jì)算。染色體相對(duì)長(zhǎng)度、臂比、著絲粒指數(shù)、染色體類(lèi)型劃分與命名按 Levan et al.（1964）的方法，核型分類(lèi)按Stebbins（1971）的標(biāo)準(zhǔn)。RLR值（染色體組中最長(zhǎng)染色體與最短染色體的相對(duì)長(zhǎng)度比值）和P值（染色體組中臂比大于2∶1的染色體比例）被計(jì)算獲得并作為核型似近系數(shù)計(jì)算中的兩個(gè)重要參數(shù)。

1.3 核型似近系數(shù)計(jì)算與聚類(lèi)分析

核型似近系數(shù)的計(jì)算公式（譚遠(yuǎn)德和吳昌謀，1993）如下：根據(jù)上述公式，對(duì)所有研究材料植物的有絲分裂中期染色體的核型似近系數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，對(duì)其核型似近系數(shù)運(yùn)用 UPGMA方法進(jìn)行聚類(lèi)，具體聚類(lèi)過(guò)程在NTSYS-pc軟件（Version 2.10e）中完成并繪制聚類(lèi)圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 核型總體特征

2.1.1 淫羊藿屬 根尖有絲分裂中期染色體計(jì)數(shù)顯示，所有種類(lèi)的染色體數(shù)均為12條。進(jìn)一步核型分析表明，所有種類(lèi)均為二倍體，即2n=2x=12，且每個(gè)物種染色體組第1對(duì)同源染色體均為隨體染色體。所有種類(lèi)的有絲分裂中期染色體分別見(jiàn)圖1（材料1-24）和圖2（材料25-51）。所有種類(lèi)的染色體長(zhǎng)度、臂比、著絲粒指數(shù)、RLR值（染色體組中最長(zhǎng)染色體與最短染色體的相對(duì)長(zhǎng)度比值）、P值（染色體組中臂比大于2∶1的染色體比例）、核型類(lèi)型等參數(shù)見(jiàn)表2。

所研究種類(lèi)6對(duì)同源染色體長(zhǎng)度平均值分別為9.82、9.04、8.59、8.02、7.56和6.98 μm;6對(duì)同源染色體平均臂比分別為1.28、1.31、1.44、1.98、2.12和2.06。所有類(lèi)群的染色體類(lèi)型絕大多數(shù)為中部著絲粒染色體和近中部著絲粒染色體，極個(gè)別為正中部著絲粒染色體和近端部著絲粒染色體，無(wú)端部著絲粒染色體。供試材料染色體組中最長(zhǎng)染色體與最短染色體的相對(duì)長(zhǎng)度比值平均值為1.41，染色體組中臂比大于2∶1的染色體比例平均值為0.33。按照Stebbins（1971）的核型分類(lèi)，供試材料的核型均為高度對(duì)稱(chēng)的2A或1A型。對(duì)比分析淫羊藿供試材料的有絲分裂中期染色體形態(tài)和核型參數(shù)，其核型非常相似。

2.1.2 溫哥華屬 根尖有絲分裂中期染色體計(jì)數(shù)顯示，兩種溫哥華屬植物染色體數(shù)均為12條，均為二倍體（2n=2x=12），且每個(gè)物種染色體組第1對(duì)同源染色體均為隨體染色體。有絲分裂中期染色體見(jiàn)圖2（材料52-53）。染色體長(zhǎng)度、臂比、著絲粒指數(shù)、RLR值、P值、核型類(lèi)型等核型參數(shù)見(jiàn)表2（材料52-53）。

6對(duì)同源染色體長(zhǎng)度平均值分別為9.65、9.11、8.69、8.11、7.30和7.16 μm。6對(duì)同源染色體平均臂比分別為1.17、1.10、1.19、1.43、1.93和1.59，染色體類(lèi)型均為中部著絲粒染色體和近中部著絲粒染色體。染色體組中最長(zhǎng)染色體與最短染色體的相對(duì)長(zhǎng)度比值均為1.41，染色體組中臂比大于2∶1的染色體比例分別為0.00和0.17。核型分別為1A 和2A型。2種溫哥華屬植物彼此間的核型也很類(lèi)似。

2.2 核型似近系數(shù)聚類(lèi)

基于核型參數(shù)，運(yùn)用上述核型似近系數(shù)計(jì)算方法，計(jì)算了53個(gè)分類(lèi)群的核型似近系數(shù)，并運(yùn)用了平均聚類(lèi)法（UPGMA方法）進(jìn)行了聚類(lèi)，聚類(lèi)結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可知，在核型似近系數(shù)（λ）為0.93時(shí)，53個(gè)分類(lèi)群可以聚成2類(lèi)。對(duì)照以前的分類(lèi)處理（Stearn， 2002），這2類(lèi)大致可對(duì)應(yīng)為淫羊藿屬和溫哥華屬。與傳統(tǒng)核型分析結(jié)果一致，淫羊藿屬和溫哥華屬植物核型很相似，個(gè)別淫羊藿屬植物[偏斜淫羊藿（E. truncatum）、黔嶺淫羊藿（E. leptorrhizum）和長(zhǎng)蕊淫羊藿（E. dolichostemon）]被聚在溫哥華屬中。

聚類(lèi)結(jié)果也顯示，淫羊藿屬植物首先被聚成2類(lèi)，與該屬屬下兩個(gè)亞屬（Subgen. Rhizophyllum和Subgen. Epimedium）的劃分完全一致。亞屬Epimedium又可進(jìn)一步被聚成2類(lèi)，對(duì)照該屬植物以前的分類(lèi)和地理分布，該聚類(lèi)大致和該屬植物的世界地理分布格局對(duì)應(yīng)。該屬物種間斷分布于東亞的日本至北非的阿爾及利亞之間的廣大區(qū)域，整個(gè)分布區(qū)可以分成2個(gè)部分：（1）地中海和西亞地區(qū);（2）以中國(guó)、日本為主的東亞地區(qū)，核型似近系數(shù)聚類(lèi)分析總體上和這一劃分一致。聚類(lèi)結(jié)果也顯示，東亞地區(qū)的類(lèi)群核型具有更高的變異，少數(shù)幾個(gè)物種[淫羊藿（E. brevicornu）、天全淫羊藿（E. flavum）和E. trifoliatobinatum）]被聚類(lèi)到地中海和西亞類(lèi)群。

此外，核型似近系數(shù)聚類(lèi)結(jié)果也很好地支持該屬物種的分類(lèi)，原變種與變種（E. sempervirens var. sempervirens與E. sempervirens var. hypoglaucum、E. sempervirens var. multifoliolatum; E. sagittatum var. sagittatum與E. sagittatum var. glabratum; E. grandiflorum var. grandiflorum與E. grandiflorum var. thunbergianum、E. grandiflorum var. higoense、E. grandiflorum var. coelestre）間的核型似近系數(shù)都較大，可見(jiàn)核型似近系數(shù)聚類(lèi)分析可以為植物分類(lèi)與系統(tǒng)進(jìn)化研究提供可靠的線(xiàn)索，特別是針對(duì)那些同源染色體差異不明顯和種間核型相似的類(lèi)群。

3 討論與結(jié)論

3.1 淫羊藿屬在小檗科中的系統(tǒng)親緣關(guān)系

筆者長(zhǎng)期以來(lái)開(kāi)展了大量的淫羊藿屬植物細(xì)胞學(xué)研究，2007年分別報(bào)道了6種淫羊藿屬植物核型 （盛茂銀和陳慶富，2007a） 和12種淫羊藿屬 Note： RLR. Relative length ratio of the longest and shortest chromosome; P. Proportion of chromosomes with arm ratio over 2∶1; KC. Karyotype classification of Stebbins （1971）.

1. 無(wú)距淫羊藿; 2. 水城淫羊藿; 3. 茂汶淫羊藿; 4. 寶興淫羊藿; 5. 少花淫羊藿; 6. 天全淫羊藿; 7. 鎮(zhèn)坪淫羊藿; 8. 直距淫羊藿; 9. 膜葉淫羊藿; 10. 時(shí)珍淫羊藿; 11. 粗毛淫羊藿; 12. 巫山淫羊藿; 13. 黔嶺淫羊藿; 14. 保靖淫羊藿; 15. 綠藥淫羊藿; 16. 羅甸淫羊藿; 17. 普定淫羊藿; 18. 腺毛淫羊藿; 19. 擬巫山淫羊藿; 20. 木魚(yú)坪淫羊藿; 21. 恩施淫羊藿; 22. 四川淫羊藿; 23. 竹山淫羊藿; 24. 柔毛淫羊藿。標(biāo)尺為5 μm， 下同。

1. E. ecalcaratum; 2. E. shuichengense; 3. E. platypetalum; 4. E. davidii; 5. E. pauciflorum; 6. E. flavum; 7. E. ilicifolium; 8. E. mikinorii; 9. E. membranaceum; 10. E. lishihchenii; 11. E. acuminatum; 12. E. wushanense; 13. E. leptorrhizum; 14. E. baojingense; 15. E. chlorandrum; 16. E. luodianense; 17. E. pudingense; 18. E. glandulosopilosum; 19. E. pseudowushanense; 20. E. franchetii; 21. E. enshiense; 22. E. sutchuenense; 23. E. zhushanense; 24. E. pubescens. Bars=5 μm， the same below.

25. 箭葉淫羊藿; 26. 光葉淫羊藿; 27. 長(zhǎng)蕊淫羊藿; 28. 偏斜淫羊藿; 29. 淫羊藿; 30. 天平山淫羊藿; 31. 星花淫羊藿; 32. 川鄂淫羊藿; 33. 小葉淫羊藿; 34. 朝鮮淫羊藿; 35. 大花淫羊藿; 36. E. grandiflorum var. thunbergianum; 37. E. grandiflorum var. higoense; 38. E. grandiflorum var. coelestre; 39. E. sempervirens; 40. E. sempervirens var. hypoglaucum; 41. E. sempervirens var. multifoliolatum; 42. E. trifoliatobinatum; 43. E. diphyllum; 44. E. cremeum; 45. E. kitamuranum; 46. E. setosum; 47. 高山淫羊藿; 48. E. pubigerum; 49. E. pinnatum subsp. colchicum; 50. E. pinnatum cv. elegans; 51. E. perralderianum; 52. 折瓣花; 53. V. chrysantha.

25. E. sagittatum; 26. E. sagittatum var. glabratum; 27. E. dolichostemon; 28. E. truncatum; 29. E. brevicornu; 30. E. myrianthum; 31. E. stellulatum; 32. E. fargesii; 33. E. elachyphyllum; 34. E. koreanum; 35. E. grandiflorum; 36. E. grandiflorum var. thunbergianum; 37. E. grandiflorum var. higoense; 38. E. grandiflorum var. coelestre; 39. E. sempervirens; 40. E. sempervirens var. hypoglaucum; 41. E. sempervirens var. multifoliolatum; 42. E. trifoliatobinatum; 43. E. diphyllum; 44. E. cremeum; 45. E. kitamuranum; 46. E. setosum; 47. E. alpinum; 48. E. pubigerum; 49. E. pinnatum subsp. colchicum; 50. E. pinnatum cv. elegans; 51. E. perralderianum; 52. Vancouveria hexandra; 53. V. chrysantha.

植物核型分析（盛茂銀和陳慶富，2007b），2010年報(bào)道了18種淫羊藿屬植物核型（Sheng et al.， 2010）和14種淫羊藿屬植物45S 和5S rDNA中期染色體定位（Sheng & Wang， 2010）。近年來(lái)，筆者共收集了中國(guó)、日本、德國(guó)、美國(guó)等全世界不同區(qū)域51個(gè)淫羊藿屬植物類(lèi)群和2個(gè)溫哥華屬植物類(lèi)群，并對(duì)其開(kāi)展了根尖有絲分裂中期染色體核型分析研究，獲得了迄今為止淫羊藿屬植物最為全面系統(tǒng)的根尖細(xì)胞核型分析結(jié)果。

在小檗科，淫羊藿屬與溫哥華屬之間具有密切的系統(tǒng)親緣關(guān)系，一直有所認(rèn)識(shí)（Tischler，1902;Berg，1972;張金談和王萍莉，1983;Loconte & Estes，1989;Kim & Jansen，1998;王艇等，2001;Jin et al.， 2018），且小檗科分類(lèi)上曾將溫哥華屬植物歸入淫羊藿（Stearn，1938）。本研究結(jié)果也支持這一結(jié)論。本研究顯示，淫羊藿屬和溫哥華屬兩個(gè)類(lèi)群的核型高度相似，折瓣花（V. hexandra）和V. chrysantha的核型公式均為2n=2x=10m+2sm，且第一對(duì)同源染色體具有隨體，與淫羊藿屬的偏斜淫羊藿、黔嶺淫羊藿和長(zhǎng)蕊淫羊藿等物種聚成一類(lèi)。對(duì)比小檗科的山荷葉屬（Diphylleia Michaux）、八角蓮屬（Dysosma R. E. Woodson）、足葉草屬（Podophyllum L.）和桃兒七屬（Sinopodophyllum Ying）等4個(gè)屬植物的核型（李林初，1986;馬紹賓和胡志浩，1996），淫羊藿屬植物核型具有明顯較高的對(duì)稱(chēng)性，且與上述4個(gè)類(lèi)群存在顯著差異，暗示淫羊藿屬植物在小檗科起源進(jìn)化中應(yīng)該是一個(gè)古老的類(lèi)群，且與上述4個(gè)類(lèi)群的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。這一結(jié)果也得到形態(tài)學(xué)（李超等，2014）、孢粉學(xué)（張金談和王萍莉，1983;王悅云等，2015）、分子標(biāo)記（王艇等，2001;Kim et al.， 2004;Sun et al.， 2005;Zhang et al.， 2014;Zhang et al.， 2016）、同工酶（Sheng et al.， 2011）及化學(xué)分類(lèi)學(xué)（Koga et al.， 1991;Sheng et al.， 2008）等研究的支持。核型分析結(jié)果對(duì)研究淫羊藿屬在小檗科中的系統(tǒng)親緣關(guān)系具有重要的參考價(jià)值。

3.2 淫羊藿屬屬下類(lèi)群間的系統(tǒng)親緣關(guān)系

本研究的核型分析結(jié)果顯示，淫羊藿屬染色體組進(jìn)化保守、種間高度相似。供試的51個(gè)淫羊藿屬分類(lèi)群的染色體數(shù)均為12條，基數(shù)均為6，均為二倍體（2n=2x=12），且每個(gè)物種第1對(duì)體染色體均具有隨體染色體，與前人的研究報(bào)道結(jié)果一致（Tanaka & Takahashi，1981;Takahashi，1989;盛茂銀和陳慶富，2007a，b;Sheng & Wang， 2010;嚴(yán)福林等，2016;Zhang et al.， 2018）。供試的51個(gè)淫羊藿屬分類(lèi)群的核型均屬Stebbin（1971）標(biāo)準(zhǔn)的2A或1A型，典型的高對(duì)稱(chēng)性核型。在種子植物中，具有較高對(duì)稱(chēng)性核型的物種通常在進(jìn)化上屬于古老原始類(lèi)群，而進(jìn)化的類(lèi)群在核型上表現(xiàn)明顯的不對(duì)稱(chēng)（Stebbins， 1971; Stace， 2000）。淫羊藿屬植物的核型高度對(duì)稱(chēng)，表明該屬在進(jìn)化上應(yīng)該是一個(gè)保守植物類(lèi)群。這與該屬形態(tài)學(xué)（Stearn， 2002）、分子生物學(xué)（Kim & Jansen， 1998; Kim et al.， 2004）、C帶（Tanaka & Takahashi，1981;Takahashi，1989）和rDNA染色體定位（Sheng & Wang， 2010）等其他細(xì)胞學(xué)研究結(jié)果一致。長(zhǎng)期以來(lái)，淫羊藿屬由于種類(lèi)繁多、同源染色體間差異不明顯、種間核型相似，導(dǎo)致運(yùn)用傳統(tǒng)核型分析研究該類(lèi)群的系統(tǒng)分類(lèi)一直是事倍功半（郭寶林等，2008），迫切需要從細(xì)胞、分子水平開(kāi)展該屬植物的系統(tǒng)學(xué)研究。

53個(gè)供試材料（包括51個(gè)淫羊藿屬分類(lèi)群植物和2種溫哥華屬植物）的核型似近系數(shù)分析結(jié)果顯示：盡管淫羊藿屬植物染色體組較為保守、種間核型差異不明顯，但核型似近系數(shù)聚類(lèi)仍為淫羊藿屬下的系統(tǒng)進(jìn)化研究提供了一些明顯的線(xiàn)索。核型似近系數(shù)聚類(lèi)結(jié)果完全支持前人主要依據(jù)形態(tài)形狀對(duì)該屬屬下兩個(gè)亞屬（Subgen. Rhizophyllum和Subgen. Epimedium）的劃分。亞屬Subgen. Epimedium的核型似近系數(shù)聚類(lèi)結(jié)果顯示所研究的類(lèi)群可以聚成2類(lèi)：一類(lèi)為地中海和西亞類(lèi)群，另一類(lèi)為東亞類(lèi)群。這一結(jié)果與已有的該屬形態(tài)學(xué)（Stearn， 2002）、細(xì)胞學(xué)（Sheng & Wang， 2010;Zhang et al.， 2018）、分子生物學(xué)（Kim et al.， 2004; Guo et al.， 2018; Sajad et al.， 2018）、植物化學(xué)（郭寶林等，2008）等傳統(tǒng)的研究結(jié)果一致，進(jìn)一步證實(shí)了淫羊藿屬植物物種間的系統(tǒng)親緣關(guān)系與地理分布密切相關(guān)這一論斷。核型似近系數(shù)分析結(jié)果還顯示，來(lái)自東亞地區(qū)的淫羊藿屬植物染色體組具有明顯的變異，大多數(shù)物種聚成了一類(lèi)，但同時(shí)有部分物種被聚到其他類(lèi)群，有的物種和溫哥華屬植物聚成了一類(lèi)，顯示了淫羊藿屬植物東亞類(lèi)群具有明顯的更高的遺傳多樣性。

3.3 淫羊藿屬植物現(xiàn)代地理分布格局的形成

花瓣形態(tài)研究表明，地中海、西亞地區(qū)和克什米爾地區(qū)的淫羊藿屬種類(lèi)在花瓣的演化過(guò)程中明顯處于中間類(lèi)型，而東亞地區(qū)的種類(lèi)卻具有花瓣演化過(guò)程中的各個(gè)類(lèi)型（應(yīng)俊生，2002）。本研究核型似近系數(shù)聚類(lèi)分析結(jié)果也表明，該屬的東亞類(lèi)群具有明顯的更高的遺傳多樣性。細(xì)胞學(xué)證據(jù)和花瓣形態(tài)學(xué)研究結(jié)果完全一致，顯示以中國(guó)為中心的東亞地區(qū)類(lèi)群具備了該屬植物最豐富的變異類(lèi)型，不僅是該屬的現(xiàn)代分布中心，也非?？赡苁窃搶僦参锏钠鹪粗行模╕annick et al.， 2012）。但由于缺乏化石記錄，導(dǎo)致直接闡明目前淫羊藿植物這種世界間斷分布格局的形成原因和過(guò)程是一項(xiàng)難以完成的課題（Ferguson et al.， 1997）。

然而，有研究表明，植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的現(xiàn)代地理分布格局和植物物種本身的形態(tài)和遺傳特征類(lèi)似，是物種的系統(tǒng)演化進(jìn)程與地質(zhì)氣候、生態(tài)環(huán)境的長(zhǎng)期交互作用的最終結(jié)果（Stebbins，1971）?？梢酝茢?，具有相同或相近的地理分布格局的兩個(gè)植物類(lèi)群應(yīng)該具有相同或相近的系統(tǒng)演化進(jìn)程（Stebbins，1971）。當(dāng)前，淫羊藿屬植物的世界地理分布格局與水青岡屬植物非常類(lèi)似（Takhtajan， 1969）。因此，可以借助水青岡屬植物的化石記錄來(lái)推斷淫羊藿植物的分布演化歷史。中國(guó)和歐洲的水青岡屬植物化石最早分別出現(xiàn)在始新世和漸新世中、晚期（Ferguson et al.， 1997）。因此我們可以推測(cè)，淫羊藿屬植物最原始種類(lèi)出現(xiàn)在東亞。在始新世時(shí)期，淫羊藿屬植物向西沿傳播到達(dá)歐洲，歐洲出現(xiàn)淫羊藿屬植物較進(jìn)化類(lèi)群（Zhang et al.， 2007）。后來(lái)，由于氣候變化和地殼運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致中亞地區(qū)氣候不斷干旱和喜馬拉雅山脈逐漸隆起（Ferguson et al.， 1997），中亞地區(qū)的淫羊藿屬植物不斷消失，最終導(dǎo)致淫羊藿屬現(xiàn)在的全球東亞和地中海、西亞間斷分布格局的形成。

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（責(zé)任編輯 周翠鳴）