全 文 ：樟科润楠属植物 ITS 序列贝叶斯分析及其系统学意义 ?
陈俊秋1 , 2 , 李 朗1 , 2 , 李 捷1
??
, 李锡文3
( 1 中国科学院西双版纳热带植物园 植物系统与保护生物学实验室 , 云南 昆明 650223; 2 中国科学院研究生院 ,
北京 100049; 3 中国科学院昆明植物研究所 标本馆 , 云南 昆明 650204)
摘要 : 应用 nrDNA Internal Transcribed Spacer ( ITS) 序列 , 使用 Bayesian分析法对樟科润楠属的系统学问题进
行了初步探讨 , 结果表明润楠属在鳄梨属群中本身作为一独立分支 , 是一个自然的单系类群 ; 由于其花被
裂片果期宿存且强烈反转与同产自亚洲的楠属和油丹属存在清晰界线。本研究否定了前人依据花被片外面
被毛情况及果实大小所建立的润楠属属下系统 , 但同时暗示着花序类型可能是解决润楠属下系统演化的关
键性状。本研究对解决润楠属属内种间的系统演化关系尚有不足 , 建议今后补充更多的属内物种以及寻找
新的分子标记进行更深入的研究。
关键词 : 樟科 ; 润楠属 ; ITS; 贝叶斯分析 ; 系统发育
中图分类号 : Q 949 文献标识码 : A 文章编号 : 0253 - 2700 (2009) 02 - 117 - 10
Bayesian Inference of nrDNA ITS Sequences from Machilus
(Lauraceae) and Its Systematic Significance
CHEN Jun-Qiu
1 , 2
, LI Lang
1 , 2
, LI Jie
1 * *
, LI Hsi-Wen
3
(1 Laboratory of Plant Phylogenetics and Conservation Biology, Xishuangbanna Tropical Botanical Garden, Chinese Academy of Sciences,
Kunming 650223 , China; 2 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049 , China;
3 Herbaium, Kunming Instituteof Botany, Chinese Academy of Sciences, Kunming 650204 , China)
Abstract: The phylogenyof the genus Machilus was analysed by means of Bayesian Inference of nrDNA ITS sequences .
Our results indicated that Machilus is amonophyletic cladewithin the Persea group, and its persistent and spreading tore-
flexed tepals on fruit are an important character for its generic delimitation against the related genera Phoebe, Alseodaphne
and Persea . This study rejects theformer infrageneric systematic arrangement of Machilus based onthe pubescencetype of
tepals abaxially andthe size of fruit, but suggeststhat thetypeof inflorescencesmaybevaluablefor theunderstandingof its
infrageneric evolution . However, thespecies relationshipswithin Machilusare poorly resolved . Samplings of additional taxa
from Machilus and more powerful markers are needed in further study .
Key words: Lauraceae; Machilus; ITS; Bayesian inference; Phylogeny
润楠属 ( Machilus Nees) 是樟科 ( Lauraceae)
鳄梨属群 ( Persea group) 的一个重要类群 ( Ro-
hwer等 , 2009 )。全世界约有 100 余种 , 分布于亚
洲东南部和东部的热带、亚热带地区 , 我国有
83 种 , 其中 66 种为我国特有 (Li 等 , 2008)。
长期以来 , 有关润楠属的属级系统地位问题
一直倍受争议。Kostermans ( 1957 , 1962 , 1990 )
将润楠属置入鳄梨属内作为亚属 ( Persea subg .
云 南 植 物 研 究 2009 , 31 (2) : 117～126
Acta Botanica Yunnanica DOI : 10 .3724?SP. J . 1143 .2009.08206
?
?? ?通讯作者 : Author for correspondence; E-mail : jieli@xtbg. ac. cn
收稿日期 : 2008 - 11 - 18 , 2009 - 02 - 25 接受发表
作者简介 : 陈俊秋 (1983 - ) 女 , 在读硕士研究生 , 主要从事植物系统与保护生物学研究。 ?
基金项目 : ?国家自然科学基金 (30870170 ) , 中科院植物园和生物分类学研究项目 ( KSCX2-YW-Z-001) 和中国科学院知识创新
工程青年人才领域前沿项目 ( 08LY021K01)
Machilus ( Nees) Kosterm .) , 这 种 处 理 被 Long
(1984) 和 Chanderbali 等 ( 2001 ) 人所采纳。同
样 , 润楠属和楠属 ( Phoebe Nees) 在形态学特征
上非常相似 , 区分也比较困难 , 其中个别的种类
存在性状交叉现象 ( 韦发南和唐赛春 , 2006 ) ,
二者界线有待确定。近年来 , 由于得到越来越多
形态学方面证据的支持 , 润楠属的属级地位已经
得到了许多学者的肯定 ( 李树刚 , 1982; 庄雪影 ,
1997; 初庆刚和胡正海 , 1999; 韦发南等 , 2001;
王玉国和韦发南 , 2003; 符国瑷和洪小江 , 2004;
韦发南和唐赛春 , 2006 ) ; 在分子系统学方面 ,
Rohwer等 (2009) 利用 nrDNA 中的 ITS 片段序列
对樟科鳄梨属群进行的分子系统学研究表明 , 润
楠属极有可能是一个单系类群。
依据 《中国 植物 志》 第 31 卷 ( 李 树刚 ,
1982) 的划分 , 润楠属属下系统分为 6 个组 ( 图
1) , 花被裂片被毛状态及果实形状是该润楠属属
下系统建立的重要分类特征。王玉国和韦发南
(2003) 在对润楠属和楠属开展花粉形态的比较
研究中指出 , 在润楠属内各个组间的花粉粒大小
差异较大 , 有些组间的划分难于找到对应明显的
特征对其提供支持 , 并认为现有的润楠属内有些
组级类群的划分仍然需要进一步开展深入研究提
供更有力的证据加以明确。同样近期对樟科鳄梨
属群开展的分子系统学研究 ( Rohwer 等 , 2009)
对润楠属内的一些组或亚组的划分提出了质疑 ,
并认为运用传统的形态特征并不能够有效地解决
润楠属属级以下类群的界定 , 需要更充分的取样
来进一步解决润楠属内各类群间的亲缘关系。
由于 nrDNA ITS 在已有的研究中表现出了较
好的解决鳄梨属群系统发育问题的能力 ( Chand-
erbali 等 , 2001; Rohwer等 , 2009) , 因此本研究采
用直接测序方法 , 对采集到的润楠属及其鳄梨属
群近缘属植物的核核糖体 ITS ( 包括 5 .8S 编码
区 ) 进行测序与分析 , 用 Bayesian分析方法 , 对
润楠属在鳄梨属群中的系统地位以及属下系统演
化关系进行探讨。本研究将为进一步深入研究鳄
梨属群内属间亲缘关系提供分子系统学证据。
图 1 润楠属属下系统 ( 李树刚 , 1982)
Fig . 1 Infrageneric system of the genus Machilus by Lee ( 1982 )
811 云 南 植 物 研 究 31 卷
1 材料与方法
1 .1 材料
用于提取 DNA 的材料为新鲜叶片 , 凭证标本藏于中
国科学院西双版纳热带植物园标本馆 (HITBC) , 详细情
况见表 1。其中 , 部分种类的序列来源于 GenBank, 并参
照 Chanderbali 等 (2001) 的研究结果 , 选取 Mezilaurus tri-
unca 和 Sextonia pubescens作为鳄梨属群的外类群。
1 .2 植物总 DNA 提取
将野外采集的嫩叶用硅胶快速干燥 , 参考 Doyle和
Doyle (1987) 的总 DNA 提取方法 , 并 加 以 改 进 , 使用
表 1 实验材料来源和 ITS GenBank 序列号
Table 1 Origin of materials and the GenBank accession numbers of ITS sequences of Machilus and related taxa
类群 Taxon 凭证标本 Voucher 产地 Source
序列号
GenBank
Accession
内类群 Ingroups
滇藏组 Machilus Sect . Machilus
滇润楠 Machilus yunnanensis Lec .
Zhong J . S . (钟晋顺 )
2006093 ?( HITBC)
中国云南昆明植物所
KIB , Yunnan, China
FJ755415 ?
光花组 Sect . GlabrifloraeS . Lee
红楠亚组 Subsect . Elongatae S . Lee
基脉润楠 Machilus decursinervis Chun Li J . ( 李捷 ) 2002195 ^( HITBC) 中国广西 Guangxi , China AY934893 ?
凤凰润楠 Machilus phoenicis Dunn Chen J . Q . et al . ( 陈俊秋等 )
2006009 ?( HITBC) 中国广东 Guangdong, China FJ755413 ?
狭叶润楠 Machilus rehderi Allen Li J . ( 李捷 ) 2002193 ^( HITBC) 中国广西 Guangxi , China FJ755427 ?
红楠 Machilus thunbergii Sieb . et Zucc . Li L . (李朗 ) 20070193 ?( HITBC) 中国浙江 Zhejiang, China FJ755429
短序亚组 Subsect . Brachythyrsae S . Lee
华蓥润楠 Machilus salicoides S . Lee Chen J . Q . et al . ( 陈俊秋等 )
2006090 ?( HITBC)
中国广东华南植物园
SCBG, Guangdong, China
FJ755433 ?
滇黔组 Sect . Multinerviae S . Lee
贡山润楠 Machilus gongshanensis H . W . Li
Chen J . Q . (陈俊秋 ) 2007002 ?
( HITBC)
中国云南昆明植物所
KIB , Yunnan, China
FJ755416 ?
多脉润楠 Machilus multinervia Liou Li J . ( 李捷 ) 2002162 P( HITBC) 中国广西 Guangxi , China FJ755417 ?
绒毛组 Sect . TomentosaeS . Lee
黄绒润楠 Machilus grijsii Hance
Chen J . Q . et al . ( 陈俊秋等 )
2006028 ?( HITBC) 中国广东 Guangdong, China FJ755420 ?
扁果润楠 Machilus platycarpa Chun
Chen J . Q . et al . ( 陈俊秋等 )
2006073 ?( HITBC)
中国广东华南植物园
SCBG, Guangdong, China
FJ755421 ?
毛花组 Sect . Pubiflorae S . Lee
黄心树亚组 Subsect . Bombycinae S . Lee
黄心树 Machilus bombycina King ex Hook . f . Chen J . Q . et al . ( 陈俊秋等 )
2006001 ?( HITBC) 中国广东 Guangdong, China FJ755422 ?
广东润楠 Machilus kwangtungensis Yang
Chen J . Q . et al . ( 陈俊秋等 )
2006027 ?( HITBC) 中国广东 Guangdong, China FJ755424 ?
薄叶润楠 Machilus leptophylla Hand . -Mazz . Li L . (李朗 ) 20070190 ?( HITBC) 中国浙江 Zhejiang, China FJ755430
长梗润楠 Machilus longipedicellata Lec .
Zhong J . S . (钟晋顺 ) 2006094 ?
( HITBC)
中国云南昆明植物所
KIB , Yunnan, China
FJ755425 ?
闵桂润楠 Machilus minkweiensis S . Lee Li J . ( 李捷 ) 2002194 P( HITBC) 中国广西 Guangxi , China FJ755419 ?
刨花润楠 Machilus pauhoi Kanehira Li L . ( 李朗 ) 20070209 ?( HITBC) 中国浙江 Zhejiang, China FJ755431
建润楠亚组 Subsect . Oreophilae S . Lee
短序润楠 Machilus breviflora (Benth .) Hemsl . Chen J . Q . et al . ( 陈俊秋等 )
2006013 ?( HITBC) 中国广东 Guangdong, China FJ755434 ?
建润楠 Machilus oreophila Hance
Chen J . Q . et al . ( 陈俊秋等 )
2006067 ?( HITBC)
中国广东华南植物园
SCBG, Guangdong, China
FJ755423 ?
柳叶润楠 Machilus salicina Hance
Chen J . Q . et al . ( 陈俊秋等 )
2005001 ?( HITBC)
中国云南版纳植物园
XTBG, Yunnan, China
FJ755428 ?
9112 期 陈俊秋等 : 樟科润楠属植物 ITS序列贝叶斯分析及其系统学意义
续表 1
类群 Taxon 凭证标本 Voucher 产地 Source
序列号
GenBank
Accession
大果组 Sect . MegalocarpaeS . Lee
枇杷叶润楠亚组 Subsect . Globosae S . Lee
尖峰润楠 Machilus monticola S . Lee Li L . ( 李朗 ) 20070323 ?( HITBC) 中国海南 Hainan, China FJ755418
梨润楠 Machilus pomifera ( Kosterm .) S . Lee Chen J . Q . et al . ( 陈俊秋等 )
2006064 ?( HITBC)
中国广东华南植物园
SCBG, Guangdong, China
FJ755432 ?
粗壮润楠 Machilus robusta W . W . Sm . Li J . ( 李捷 ) 2002116 P( HITBC) 中国广西 Guangxi , China FJ755426 ?
瑞丽润楠 Machilus shweliensis W . W . Sm . Li J . ( 李捷 ) 2002087 P( HITBC) 中国广西 Guangxi , China FJ755414 ?
楠属楠组 Phoebe Sect . Phoebe
披针叶楠 Phoebe lanceolata
( Wall . ex Nees) Nees
Chen J . Q . et al . ( 陈俊秋等 )
2006093 ?( HITBC)
中国广东华南植物园
SCBG, Guangdong, China
FJ755410 ?
楠属毛花组 Sect . Caniflorae Meissn .
浙江楠 Phoebe chekiangensis C . B . Shang Li J . ( 李捷 ) 2002175 P( HITBC) 中国广西 Guangxi , China FJ755407 ?
红毛山楠 Phoebe hungmaoensis S . Lee Chen J . Q . et al . ( 陈俊秋等 )
2006063 ?( HITBC)
中国广东华南植物园
SCBG, Guangdong, China
FJ755442 ?
大果楠 Phoebemacrocarpa C . Y . Wu Li J . ( 李捷 ) 2002207 P( HITBC) 中国广西 Guangxi , China FJ755408 ?
滇楠 Phoebe nanmu ( Oliv .) Gamble Chen J . Q . et al . ( 陈俊秋等 )
2005002 ?( HITBC)
中国云南版纳植物园
XTBG, Yunnan, China
FJ755409 ?
白楠 Phoebe neurantha ( Hemsl .) Yang Li J . ( 李捷 ) 2002213 P( HITBC) 中国广西 Guangxi , China FJ755411 ?
Phoebe cuneata (Blume) Blume Arifiani 40 ?(MO) 印度尼西亚 Indonesia FJ755441
鳄梨亚属 Persea subg . Persea
鳄梨 Persea americana Mill . Li J . ( 李捷 ) 2002001 P( HITBC) 中国云南版纳植物园
XTBG, Yunnan, China
AF272322 ?
鳄梨 Eriodaphne亚属 Persea subg . Eriodaphne C . G . Nees
Persea caerulea (Ruiz & Pav .) Mez van der Werff 14744 ?(MO) 秘鲁 Amazonas, Peru FJ755436
Persea caerulea (Ruiz & Pav .) MezGB
( GB = fromGenBank)
van der Werff 14744 ?(MO) 秘鲁 Amazonas, Peru AF272323
Persea lingue ( Ruiz & Pav .) Nees Greissl 640 ?-99 (MJG) 智利 Chile AF272324
Persea meridensis L . E . Kopp Cuello 943 ?(MO) 委内瑞拉
Bocono, Trujillo, Venezuela
AF272325
Persea palustris ( Raf .) Sarg . J . Miller 9018 E(MO) 美国 U . S . A . FJ755437 ?
Persea sp . van der Werff 19517 ?(MO) 厄瓜多尔 Ecuador FJ755435
毛叶油丹 Alseodaphne andersonii
( King ex Hook . f .) Kosterm . Li L . ( 李朗 ) 20070074 ?( HITBC)
中国云南河口
Hekou, Yunnan, China
FJ755438
油丹 Alseodaphnehainanensis Merr . Li L . ( 李朗 ) 20070317 ?( HITBC) 中国海南 Hainan, China FJ755440
长柄油丹 Alseodaphne petiolaris (Meissn .)
Hook . f .
Li L . ( 李朗 ) 20070075 ?( HITBC) 中国云南河口
Hekou, Yunnan, China
FJ755439
Alseodaphne semecarpifolia Nees Malcomber 2753 v(MO ) 斯里兰卡
Kandy, Central Prov ., Sri Lanka
AF272252 ?
赛楠 Nothaphoebe cavaleriei (Lévl .) Yang
( = Phoebe cavaleriei ( Levl .) van der Werff ,
nom . nud .)
Li L . ( 李朗 ) 20070260 ?( HITBC) 中国四川 Sichuan, China FJ755412
Nothaphoebeumbelliflora (Blume) Blume Chen J . Q . (陈俊秋 ) 2007001 u( HITBC)
中国云南版纳植物园
XTBG, Yunnan, China
FJ719309 ?
莲桂 Dehaasia hainanensis Kosterm . Li L . ( 李朗 ) 20070373 ?( HITBC) 中国海南 Hainan, China FJ719308
外类群 Outgroups
Mezilaurus triunca van der Werff Vásquez 25227 O( MO) 秘鲁 Iquitos, Amazonas, Peru AF272287 ?
Sextonia pubescens van der Werff Vásquez 25229 O( MO) 秘鲁 Iquitos, Loreto, Peru AF268808 ?
021 云 南 植 物 研 究 31 卷
E.Z. N. A . ? Cycle-pure Kit (200) D6493-02 (OMEGA) 对得
到的总 DNA 进行纯化 , 用 1 %的琼脂糖电泳检测总 DNA
的质量和浓度。
1 .3 ITS片段的 PCR 扩增与产物纯化
ITS全序列片段 (含 5 .8S编码区 ) 的扩增应用 White
等 (1990) 和 Chanderbali 等 ( 2001 ) 设计的引物 ITS4 和
ITSF 进行配对扩增 , 扩增反应在 ABI Gene Amp 9700TM
PCR 仪上进行。对于一些总 DNA 模板质量较差 , 很难扩
增出 ITS全序列片段的样品 , 利用 ITSF?ITS2 和 ITS3?ITS4
(White等 , 1990 ; Chanderbali 等 , 2001 ) 的引物组合 , 分
两段扩增出 ITS 全序列片段。扩增反应程序为 : 94℃ 2
min; 94℃ 1 min, 39℃ 70 s, 72℃ 1.5 min, 35 个循环 ;
72℃ 10 min。扩增产物用 E. Z. N. A . ? Cycle-pure Kit (200)
D6493-02 (OMEGA) 纯化。
1 .4 序列测定
本研究中的所有测序工作由上海生工生物工程技术
服务有限公司和昆明明技科技有限公司完成。对得到的
目的片段均使用其扩增引物进行双向测序 , 得到互补序
列 , 以保证所得序列的准确性。
1 .5 数据处理
联合从 GenBank下载的序列 , 采用 Clustal X (Thomp-
son等 , 1997) 对所测序列进行排序后 , 再使用 BioEdit
(Hall , 1999) 对所得的结果进行人工校正 , 以形成最终
的序列矩阵。使用 MrBayes 3 .1 (Huelsenbeck and Ronquist,
2001) 进 行 系 统 发 育 分 析 ( Bayesian Inference, BI )。
Bayesian分析中用到的异质率 ( Rate Heterogeneity) 和位
点间变化 率 ( Among-site Rate Variation) 使用 Modeltest
3 .06 (PosadaandCrandall, 1998 ) 进行计算 , 应用 HLRT 检
验 (Hierachical Likelihood Ratio Tests) (Posada and Crandall,
1998; Roalson and Friar, 2004) 计算碱基位点的变异频率
和变异位点的比率 , 并最终确定 Bayesian分析的最适模
式为 : TrN + I + G。Bayesian分析起始于一棵随机进化树 ,
然后对 4 个平行进化链进行 100 万代运算。马尔可夫链
(Markov chains) 每 100 代取样一次 , 最终共获得 10 001
棵系统进化树。去掉最初的 1000 棵系统进化树作为
“burn- in” (通过使用 MicrosoftOfficeExcel 进行分析证实我
们所选取的“burn- in”是足够长的 ) , 然后利用 PAUP
4 .0b10 软件 (Swofford等 , 2001) 对剩下的 9001 棵系统进
化树进行一致性分析 ( 使用 50% majority rule) , 得到
50%一致性系统进化树。Bayesian系统树中 , 各个分支的
支持 率 以 后 验 率 ( posterior probability value ) 表 示
(Huelsenbeck 等 , 2001 ) , 大于 50% 的后验率被标注在
50%一致性系统进化树上方。
2 结果
本研究一共获得了 46 个样品的 ITS 序列。润
楠属 23 个物种的 ITS 序列长度为 554～556 bp, G
+ C 含量为 69.86%～70.99% ; 其他属物种的 ITS
序列长度为 510～561 bp, G + C 含量为 67.39%～
74 .53%。ITS序列矩阵长度为 602 bp, 具有 162 个
变化位 点 ( 26 .91% ) , 其 中 91 个 为信 息 位点
(15 .12% )。图 2 显示 Bayesian分析的系统进化树。
图 2 显示 Mezilaurus triunca 和 Sextonia pu-
bescens是分支图的基部类群 , 因此作为指定的外
类群。所有鳄梨属群植物形成一个具 100%后验
率支持的三歧分支 , 所有 23 个润楠属物种构成
一个大的单系分支并得到 96% 的后验率支持。
在润楠属分支的内部 , 由 Machilus minkweiensis和
一个系统关系解决较差的多节点分支 (86%的后
验率 ) 形成姐妹群。该多节点分支内部 , 除两个
并列的亚分支外 , 其余五个物种均无法形成分
支。其 中 , 位 于 顶 部的 亚 分 支 是由 M. decu-
rsinervis和 M. phoenicis形成的姐妹群分支 ( 100%
后验率 )。第二个亚分支最大 , 位于底部 , 共包
含 15 个物种 , 是一个系统演化关系解决较差的
多节点分支 , 仅有 53% 的后验率支持 ; 其中 ,
除未形成分支的 Machilus grijisii 和 M. platycarpa
外 , 有两个并列的分支 , 由上而下 , 第一个分支
有 11 个物种 (79%后验率 ) , 是 Machilus breviflo-
ra和另一个 10 个种的分支形成姐妹群 ; 该分支
中 M. kwangtungensis、 M. longipedicellata、 M. rob-
usta和 M. pauhoi、 M. leptophylla 并列 , 且都未能
形成分支 , M. rehderi、 M. salicina 与 M. thunbergi
形成的三岐分支 (后验率为 99% ) 与由 M. bom-
bycina、 M. oreophila 形成 的 姐妹 群 ( 后 验 率为
83% ) 并列; 第二个分支是 M. pomifera 和 M. sa-
licoides形成的姐妹群 , 得到了 99%的后验率支持。
在所有润楠属物种构成的单系分支上方 , 是
由赛楠属、莲桂属、油丹属、鳄梨属、楠属的物
种混合形成一个大的分支 , 仅得到 57% 的后验
率 , 由两个大小不等的亚分支构成。上方的一个
较大 ( 72% 后验率 ) , 其中 : Dehaasia hainanen-
sis、 Alseodaphne semecarpifolia 形 成 的 姐 妹 群
(58%后验率 ) 和 Nothaphoebe umbelliflora 在一起
构成一个小分支 ( 100%的后验率支持 ) ; Phoebe
cuneata、 P . hungmaoensis 构成一个 姐妹群分 支
(81%后验率 ) ; Nothaphoebe cavaleriei 和其余的五
个楠属物种构成一个分支 , 得到了 94% 的后验
1212 期 陈俊秋等 : 樟科润楠属植物 ITS序列贝叶斯分析及其系统学意义
率支 持。下 方 较 小 的 亚 分 支 中 , Alseodaphne
andersonii 和 A. petiolaris形成一个姐妹群 , 并得到
了 100%的后验率支持 , 再与 Persea americana 和
Alseodaphnehainanensis形成的姐妹群分支 (后验
图 2 从对 ITS 序列矩阵进行 Bayesian 分析得到的 10001 棵系统进化树中 , 取第 1000 棵以后的 9001 棵树 ,
形成 50 %一致性系统进化树 , 大于 50 % 的后验率标注在进化枝上面
Fig . 2 Majority consensus of 9001 trees derived from the Bayesian inferenceof ITS sequences from the genus Machilus .
Posterior probability values greater than 50 % are shown above branches
221 云 南 植 物 研 究 31 卷
率 91% ) 形成一个较大的姐妹群 ( 后 验率为
63% )。
在 Machilus单系分支的下方 , 剩余的六个鳄
梨亚属 Persea subg . EriodaphneNees的成员形成了
后验率为 94%的姐妹群分支 , 其内部有两个亚分
支: Persea sp . 和 P . meridensis 形 成 的 姐 妹 群
(100%后验率 ) 再与 P . palustris 形成一个具 89%
后验率的姐妹群分支 ; P . caeruleaGB 和 P . caerulea
形成了 一 个具 100% 后 验率 的 姐妹 群 , 再与
P . lingue形成一个后验率 100%的姐妹群分支。
3 讨论
3 .1 确定樟科润楠属为单系类群
来自 nrDNA ITS 序列的 Bayesian分析结果显
示 , 鳄梨属群构成一单系分支 , 并得到 100% 后
验率的支持 , 但同时鳄梨属群包含有一个三歧分
支 , 表明属群内的系统演化关系并没有得到很好
地解决 ( 图 2 ) 。然而在这三歧分支中 , 由润楠
属植物种类构成一后验率为 96% 的单系分支 ,
由此我们认为鳄梨属群内的润楠属为一个自然的
单系类群。
近期 , 韦发南和唐赛春 ( 2006 ) 基于形态学
特征讨论了润楠属与鳄梨属的分类界线 , 认为二
者界线清晰 , 不宜合并。润楠属的花被裂片在果
期宿存 , 极少脱落 , 如脱落则内、外轮全部从基
部脱落 , 强烈反转 , 很少张开 , 多为伸长 , 外轮
与内轮花被裂片相等或近相等 , 多为纸质 , 极少
为薄革质 ; 花柱早落 ; 分布于亚洲热带及亚热带
地区。而鳄梨属的花被裂片大多宿存 , 或内轮从
基部的 1?3～ 1?2 处脱落 , 极少从基部脱落 , 紧
贴、直立或近于张开 , 大多不伸长 , 花被裂片外
轮明显比内轮短 , 常短于内轮的 1?2 , 革质到木
质 , 很少为薄革质 ; 花柱有时宿存 ; 分布在美洲
( Benthamand Hooker, 1880 , Kopp, 1966; 李树刚 ,
1982; 韦发南和唐赛春 , 2006 )。因此 , 在早期发
表的 樟 科 系 统 学 研 究 中 ( Kostermans, 1957 ,
1962 , 1973 , 1990; Long, 1984) , 仅凭形态学特征
的相似 , 将润楠属归入鳄梨属的处理方法显然是
不妥当的 , 且造成了很大混乱。
3 .2 润楠属在鳄梨属群中的系统地位
鳄梨属群内各属间的界线与系统演化关系一
直存在有争议。在我们的研究结果中 , 鳄梨属群
内润楠属的近缘类群都形成了两个大的分支 , 其
中楠属分支系统演化关系解决不足 : 楠属、油丹
属、赛楠属、莲桂属的所有成员及鳄梨属鳄梨亚
属 ( Persea subg . Persea) 的鳄梨 ( Persea america-
na) 聚在一起 , 支持莲桂属、油丹属与楠属之间
在形态特征上难以区分 , 亲缘关系密切 , 导致属
间界线模糊的观点 ( van der Werff, 2001)。值得
注意的是油丹属、莲桂属、鳄梨属鳄梨亚属的花
被裂片在果期脱落 , 赛楠属的花被裂片在果期宿
存或脱落 , 若宿存也是极小不易察觉 ( Rohwer
等 , 2009) , 因此我们推测花被裂片在果期脱落
或宿存但微小这一特征对于油丹属、莲桂属、鳄
梨属鳄梨亚属、赛楠属具有较为重要的系统学价
值 , 但鉴于这几个属的取样量不充足 , 有待研
究。所有中南美热带的 Persea subg . Eriodaphne
的种类聚成了另一个分支 , 位于鳄梨属群分支的
基部 , 且其内部形成了很好的两个小分支。这明
显地表 明鳄梨 属是一 多系类 群 , 其 中 Persea
subg . Eriodaphne为一单系类群 , 而这一类群 Ko-
stermans在 1993 年另立为一属即 Mutisiopersea Ko-
stermans, 它与 Persea subg . Persea 在鳄梨属群中
的系统亲缘较远 (Kostermans, 1993)。
我们的结果还表明 , 虽然系统演化关系紧
密 , 但是润楠属与近缘属之间的界线是清晰存在
的 , 图 2 中润楠属的单系分支与其余两个大分支
界线清晰 , 且与这两个大分支并列。形态学特征
上 , 润楠属与其近缘属之间虽然有相似之处 , 但
仍然存在明显差异 , 如润楠属和鳄梨属在内外轮
花被裂片长度、果期的花被裂片形态和地理分布
上差异明显 ; 而同是亚洲分布的润楠属和楠属则
在顶芽、花序着生方式、果实形态、内外轮花被
裂片长度以及果期花被裂片形态等方面都存在差
异 ( Kopp, 1966; 李树刚 , 1982; 韦发南和唐赛
春 , 2006) 。我们认为花被裂片在果期宿存、不
坚硬且强烈反转 , 以及果实多为卵球形或近球
形 , 顶芽大且有鳞片是区分润楠属和近缘类群的
形态学性状特征 , 其中果时的花被特征更是一个
关键性状 , 具有更重要的系统学价值。
3 .3 润楠属属内系统演化关系
本研究中的分子序列特征显示 , 润楠属内的
ITS 序列变化位点和信息位点较少 , 在所获得的
系统发育树中 (图 2 ) , 润楠属的单系分支内部 ,
3212 期 陈俊秋等 : 樟科润楠属植物 ITS序列贝叶斯分析及其系统学意义
有多个润楠属物种没有形成分支 , 系统演化关系
解决不足。同时各组成员的分布比较混乱 , 分支
结构与 《中国植物志》 第 31 卷 ( 李树刚 , 1982)
中对润楠属内各组的划分相矛盾。其中值得注意
图 3 润楠属花序适应性变异示意图
Fig . 3 Schematic map of adaptativevariation ( evolutionary trend) of inflorescences in the genus Machilus
421 云 南 植 物 研 究 31 卷
的是来自毛花组的 Machilus minkweiensis位于润楠
属单系分支的基部 , 成为最原始的成员 ; 而同组
的 M. bombycina 和 M. oreophila 则形成了较特化
的分支 , 因此我们推测由花被裂片被微柔毛、果
实较小的特征定义的毛花组在系统发育上不是单
系而是复系 , 即由来源于不同祖先的后代组成。
光花组的 Machilus decursinervis和 M. phoenicis
形成一 个姐妹群 ( 100% 后验率 ) , 而同组 的
M. rehderi 和 M. thunbergii 则和毛花组的 M. sali-
cina 形成三岐分支 , 并且得到了 99%的后验率支
持。因此我们推测依据花被裂片被毛与否而划分
的组并不是自然类群。
同样 , 单型的滇藏组由于其椭圆形的果实与
本属其余各种不同 , 形成了并列分支 , 但其它依
据花被外面被毛与否以及球形果实大小而区分的
各个多型组 , 如大果组的 M. shweliensis和 M. mon-
ticola、滇黔桂组的 M. gongshanensis和 M. multi-
nervia, 没有形成各自的独立分支 , 和 M. yun-
nanensis等分支并列。所以我们认为 , 花被裂片
被毛状态以及球形果实大小等这些特征虽然是很
重要的分类特征 , 却不一定能具有系统发育的价
值。取样最多的毛花组 , 除 M. minkweiensis 外 ,
形成一个较特化的分支 , 但对亚组间的演化关系
解决不足 , 表现为黄心树亚组的 M. bombycina 和
建润楠亚组的 M. oreophila聚成最进化的一支。
在形态学上润楠属属内各种的花序表现出一
定的演化规律 , 如图 3 所示 : A 型为长梗花序 ,
A1 型 的 花 序 着 生 于 幼 枝 下 部 (如 M. min-
kweiensis) , A2 型的花序着生于幼枝上部 ( 如
M. cicatricosa) ; B 型为短梗花序 , B1 型的花序着
生于幼枝下部 , B2 型的花序着生于幼枝上部
(如 M. obovatifolia) ; C 型幼枝缩短或不延伸 , 花
序着生在幼枝上 ; D 型幼枝极缩短 , 花序数枚簇
生 ( 如 M. salicoides, M. grijsii ) ; E 型幼枝退化
不发育 , 花序数枚簇生 , 其基部花时有多枚明显
的苞片 (如 : M. decursinervis和 M. phoenicis)。其
中花序着生于枝条基部或下部的长梗型少分枝而
十分伸长 , 基部无苞片的 A1 型为最原始 , 而基
部具苞片的短梗型多分枝花序的 E 型可能最特
化。这些花序类型的演化路线大致如图 3 所示。
我们推测 , 其属下系统发育可能与圆锥花序着生
部位 , 其下花时是否具苞片 , 花序短小或伸长 ,
其分枝部位 ( 即具长梗或短梗 ) 等密切相关 , 也
就是说可能是与花序类型密切相关。
总之 , 我们认为 ITS 序列在解决润楠属属内
种间的系统演化关系上虽有不足 , 但润楠属属内
系统演化关系是一个值得深入探讨的问题 , 在今
后研究中应注重不同花序型的更多取样 , 探讨花
序特征在润楠属属内系统演化关系上的作用 , 对
于整个鳄梨属群的深入研究也有着重要意义。
致谢 本研究承蒙中科院华南植物园和美国密苏里植物
园 Henk van der Werff 博士在样品采集时提供了大量帮助 ,
夏永梅、陶国达老师和钟晋顺同学协助了野外采集工作。
〔参 考 文 献〕
Bent ?hamG, Hooker JD, 1880 . Genera Plantarum [ M] . London: Lovell
Reeve & Co, 3 : 156
Chan ?derbali AS, van der Werff H , Renner SS, 2001 . Phylogeny and his-
torical biogeography of Lauraceae: evidence from the chloroplast and
nuclear genomes [ J ] . Annals of theMissouri Botanical Garden, 88 :
104—134
Chu ?QG ( 初庆刚 ) , Hu ZH (胡正海 ) , 1999 . Comparative anatomy of
oil cells and mucilage cells in the leaves of the Lauraceae in China
[ J ] . Acta Phytotaxonomica Sinica ( 植物 分类 学报 ) , 37 ( 6 ) :
529—540
Doyl ?e JJ , Doyle JL , 1987 . A rapid isolation procedure for small quanti-
ties of fresh leaf tissue [ J ] . Phytochemical Bulletin, 19 : 11—15
Fu G ?A (符国瑷 ) , HongXJ ( 洪小江 ) , 2004 . A newspeciesof Machi-
lus (Lauraceae) fromHainan Island [ J ] . Bulletin of Botanical Re-
search ( 植物研究 ) , 24 (3) : 259—260
Hall ?TA , 1999 . BioEdit: auser-friendly biological sequence alignment edi-
tor and analysis program for Windows 95?98?NT [ J ] . Nuclear Acids
Symbol Series, 41 : 95—98
Huel ?senbeck JP, Ronquist F , 2001 . MRBAYES: Bayesian inference of
phylogenetic trees [ J ] . Bioinformatics, 17 : 754—755
Huel ?senbeck JP, Ronquist F , Nielsen R et al. , 2001 .Bayesian inference
of phylogeny and its impact on evolutionary biology [ J ] . Science,
294: 2310—2314
Kopp ?L , 1966 . A taxonomic revision of the genus Persea in the western
hemisphere ( Perseae-Lauraceae) [ J ] . Memoirsof the New York Bo-
tanical Garden, 14 : 1—120
Kost ?ermans AJGH , 1957 . Lauraceae [ J ] . Communication Pengumuman
of the Forest Research Institute, 57 : 1—64
Kost ?ermans AJGH , 1962 . The Asiatic species of Persea Mill . [ J ] . Re-
inwardtia, 6 : 189—194
Kost ?ermans AJGH , 1973 . A synopsis of Alseodaphne Nees Lauraceae
[ J ] . Candollea, 28 : 93—136
5212 期 陈俊秋等 : 樟科润楠属植物 ITS序列贝叶斯分析及其系统学意义
Kost ?ermans AJGH , 1990 . Additional transfers of Asiatic Machilus sensu
Nees, non Desrousseaux, to Persea Mill . (Lauraceae) [ J ] . Annals
of the Missouri Botanical Garden, 77 : 545—548
Kost ?ermans AJGH , 1993 . Mutisiopersea Kostermans, a new genus in
Lauraceae [ J ] . Rheedia, 3 : 132—135
Lee ?SK (李树刚 ) , 1982 . Machilus Nees [ A ] . In: Li HW (李锡文 )
(ed .) . Flora Reipublicae Popularis Sinicae ( 中国植物志 ) [ M ] .
Beijing: Science Press, 31 : 7—68
Li H !W, Li J , Huang PH et al. , 2008 . Lauraceae [ A ] . In: Wu ZY ,
Raven PH , HongDY ( eds .) . Flora of China Volume 7 [ M ] . Bei-
jing: Science Press, and St . Louis: Missouri Botanical Garden
Press, 102—254
Long 3DG, 1984 . Notes relating to the flora of Bhutan: VIII Lauraceae
[ J ] . Notes from the Royal Botanic Garden Edinburgh, 41 : 518—
525
Posa ?da D, Crandall KA , 1998 . Modeltest: testing the model of DNA
substitution [ J ] . Bioinformatics, 14 : 817—818
Roal ?son EH , Friar EA , 2004 . Phylogenetic relationships and biogeo-
graphic patterns in North American members of Carex section Acro-
cystis ( Cyperaceae) using nrDNA ITS and ETS sequence data [ J ] .
Plant Systematics and Evolution, 243: 175—187
Rohw 8er JG, Li J , Rudolph B et al. , 2009 . Is Persea (Lauraceae) mono-
phyletic ? - Evidence from nuclear ribosomal ITS sequences [ J ] .
Taxon ( In press)
Swof ?ford DL , 2001 . PAUP* : Phylogenetic Analysis Using Parsimony .
Version 4 .0b10 . Sunderland: Sinauer
TangGG (汤庚国 ) , Xiang QB ( 向其柏 ) , 1995 . Pollen morphology of
the family Lauraceae in China [ J ] . Acta Phytotaxonomica Sinica
(植物分类学报 ) , 33 (2 ) : 161—170
Thompson JD, Gibson TG, Plewniak F et al. , 1997 . The ClustalX-win-
dows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment
aided by quality analysis tools [ J ] . Nucleic Acid Research, 25 :
4876—4882
van ?der Werff H , 2001 . An annotated key to the genera of Lauraceae in
the flora Malesiana region [ J ] . Annalsof the Missouri Botanical Gar-
den, 46 : 125—140
WangYG (王玉国 ) , Wei FN ( 韦发南 ) , 2003 . Comparative study of
pollen morphology in Machilus and its related genus Phoebe under
SEM [ J ] . Guihaia ( 广西植物 ) , 23 (1 ) : 27—30
Wei ?FN ( 韦发南 ) , WangYG (王玉国 ) , HeSQ ( 何顺清 ) , 2001 . A
taxonomic revision on some species of Machilus Nees ( Lauraceae)
from China [ J ] . Guihaia (广西植物 ) , 21 ( 3) : 191—194
Wei ?FN ( 韦发南 ) , Tang SC (唐赛春 ) , 2006 . On the circumscription
of Machilus and of Persea (Lauraceae) [ J ] . Acta Phytotaxonomica
Sinica (植物分类学报 ) , 44 (4 ) : 437—442
Whit ?e TJ , Bruns TD, LeeSB et al. , 1990 . Amplification and direct se-
quencing of ribosomal RNA genes and the internal transcribed spacer
in fungi [A ] . In: InnisMA , GelfandGH , Sninsky JJ et al. ( eds .) .
PCR-Protocols and Applications-A Laboratory Manual [M ] . San Di-
ego: Academic Press, 315—322
ZhuangXY ( 庄雪影 ) , 1997 . Study on HongKong species of Machilus
Nees [ J ] . Guihaia ( 广西植物 ) , 17 (4 ) : 291—294
621 云 南 植 物 研 究 31 卷