决明亚族(Cassiinae)的系统发育与亲缘关系:基于ITS、rbcL序列,同工酶以及种子形态学证据

摘要

决明亚族(Cassiinae)为一类有经济价值的植物，我国约有二十余种，国内外对其系统分类争议颇多，决明属由Linnaeus(1753)在《SpeciesPlantarum》中首次建立，Irwin和Barneby(1981，1982)将其提升为决明亚族，其下拆分成决明属(Cassia)，山扁豆属（Chamaecrista）和番泻决明属(Senna)等三个属。目前林奈的支持者认为现有证据仍不足以证明新的分类方法，修订后的豆科尚未公布，决明亚族分类系统一直处在非常混乱的状态，中国关于决明亚族系统分类的争议鲜有报道，与我国有关的一些类群的系统分类问题也未得到较好的解决。我国中文命名的二十余种植物，其拉丁名出入较大，作为传统中药材及牧草的决明亚族植物有非常大的经济价值，其种属的准确化有着非常重要的现实意义。
　　 本研究对决明亚族的ITS、rbcL序列，同工酶以及种子形态学进行研究，结合传统形态学分类，对其进行系统发育分析，同时对决明亚族萌发特性进行测定，以期为其育种、推广种植提供理论依据。结果表明：
　　 (1)Senna属植物种子萌发率与蛋白质的含量呈负相关，与POD的含量呈正相关。发现Senna属植物10条POD同工酶酶带，5种植物没有共有带，特征性酶带主要分布在a区和b区。
　　 (2)决明亚族植物种子颜色、形状和外种皮纹饰多样，种皮微形态的变异式样为梯纹（1种）、波状（1种）、条纹（1种）、疣状（1种）、断棱状（1种）、嚼烂状（3种）以及表面光滑（2种）。
　　 (3)分子标记结果表明，决明亚族可分为5支，CladeⅠ为Chamaecrista属，单对称性花，少数为不对称花，存在EFNs，雄蕊数目为5或10，豆荚弹性开裂；CladeⅡ-V为Senna属，多对称性花或单对称性花，雄蕊10枚或3枚退化，部分种有EFNs，豆荚不开裂，少数通过缝线开裂；CladeⅥ为Cassia属，多对称性花，雄蕊10枚，3枚长而弯曲，通常高于花瓣，豆荚不开裂。
　　 (4)Chamaecrista,Cassia和Senna构成单系并得到强烈支持，Cassia和Senna亲缘关系相近属于一个分支，Chamaecrista相对较远，与传统分类学，种皮微形态结论一致。
　　 (5)豆茶决明(Sennanomame)应归为Chamaecrista属，伞房决明（Sennacorymbosa）属于Senna属，与Sennabicapsularis关系较近。
　　 本研究通过ITS、rbcL序列，萌发特性，同工酶以及种子形态学进行测定，结果支持Irwin和Barneby对决明亚族的分类方法，三个属构成单系，并提出了豆茶决明（Sennanomame）和伞房决明（S.corymbosa）的归属问题。本研究将为进一步深入研究决明亚族植物的系统演化和亲缘关系提供理论依据。