全 文 ：广 西 植 物 Guihaia 29(1)：7— 12 2()(j9年 1月
中国榕属榕亚属植物的系统发育初探
尧金燕 一，赵南先 ，郝 刚0，陈贻竹
(1．广西农业科学院 园艺研究所 ，南宁 53ooO7；2．中国科学院 华南植物园，
广州 51O65O；3．华南农业大学 生命科学学院，广州 51O642)
摘 要 ：对分布于中国的榕亚属植物的 15个种和 2个变种(分别代表榕亚属的 3个组)的nrDNA的ITS序列
和系统发育关系进行分析。结果表明，榕亚属是非单系起源 ，其中榕组构成 了一个独立的单系群 ，与无花果亚
属有较近的亲缘关系，而与榕亚属其它组问并未表现出近缘关系。榕亚属的其它 5个组构成～单系群并得到
中度的支持率。来 自中国的种类分别聚在相应的组内。但环纹榕组被分成 2个单支，其 中来 自中国的大叶水
榕 (F．譬 6err “)和环纹榕(F．n” “ ￡a)构成一个分支 ，二者表现较近的亲缘关系。榕亚属的亚洲特有组印
度榕组在 ITS树中聚在环纹榕组的另一个分支中，但它与此组其它种的亲缘关系并不清楚。
关键词：中国榕亚属；ITS序列；系统发育分析
中图分类号 ：Q94l 文献标识码 ：A 文章编号：1()()O一3142(2。O9)O1一()()O7一O6
Preli nary study 0n phy10geny 0f c
subg． I口Is g (M0raceae)in China
YAO Jin_Yan1一，ZHAO Nan_Xian ，HAO Gang。，CHEN Yi—Zhu
(1．7n“ ￡“ 。厂H0 c“ ￡“mZ，( a规g Ac。d m 0，Agr c ￡“rdZ Sc 聊f ，Nanning 53OOO7，China；2．S0“
i BD 盘卵 r ， 删 A∞ 0厂Sf 铆唧 ，Guangzhou 51O65O，Chjna；3． z
0l厂Bz0 0g ＆Z S 凡fP，So“ C^ 口Agr f“ “m L ，Guangzhou 51O642，China)
Abstract：Based on the ITS sequences 0f nuclear ribOs0mal DNA，15 species and two varieties of 3 sections of F c“s
subgenus 0s￡喀 n from Chjna were seIected f。r phyIogenetic anaIysis． Ma mum Parsim。ni。us anaIysis suggested
that subgenus Uro g n was not m。nophy1etic． Sect．Ur0盯 g 口 was a mon0phyletic group，and was cl。sely related
with subg．F c s instead with subg．Ur0s矗g7竹n． Five other sections。f subg．U 05 g7 口 formed a clade with m。derate
supp0rt(75％)． In this clade，sect．( ，20s f 口was classified int0 two sister groups．F gZ日6 rr由 n and F．Ⅱ “Z口￡口
c0nstitute one unique group with close relationship． From this study，the systematic position of sect．S Zp 0p，2 Z“7
endemic to Asia is n0t resolved，F． s￡ c0 falls in sect．C0 0s ce以in the ITS tree，but its relations hip remains unclear
within the】atter section．
Key woT。ds；subg．L 0sf ， 口in China；ITS sequences；phyl。genetic analysis
桑科(Moraceae)榕属(F c“ )植物(榕树)全世
界约 75O种 。主要分布在亚洲 、非洲 、澳大利亚和新
几内亚等地的热带亚热带地区(Corner，1965；Berg，
1989)。Corner(1965)根据榕属植物的繁殖系统，生
活习性以及花序果的着生位置将其分为 4个亚属，
制定了较早的榕属分类系统。20世纪 50年代以
来 ，榕属植物与传粉昆虫之 间的专一性互惠共生关
系开始被认识，至今仍是国内外协同进化研究的热
收稿日期：2。。7—12—17 修回日期：20。8—09—2l
基金项目：中国科学院知识创新重要方向性项目(Kscx2一sw一1O5)[supp0rted byKn0w1edgeInn0vati0n Research Pr。gr啪 0f chineseAcademy 0f ScienceS
(KsCX2一sw_lO5)]
作者简介：尧金燕(1 976一)，女，河南汤阴县人，博士，主要从事园艺作物研究，( mail)jinyan．yao@gxaas．net。
通讯作者(Auth。r for c0rrespondence，E—rnail：chengyiz@scbg．Elc．cn)
8 广 西 植 物 29卷
点(于慧等，2O03)。因此，不少研究者将分类研究转
向了植物一昆虫的对应关系上，不断探讨榕属系统
分类的新方法 ，并从不同角度提出了各种修订系统
(Ramirez，1977；W iebes，l979；Berg，1989，199O，
2O03)。榕树和传粉昆虫的分子系统发育研究也证
实了部分榕属植物与传粉 昆虫系统发育之间存在趋
同性(weiblen，2O0l，Rasplus等，1998)。近年来 ，
非专性传粉现象不断被发现(陈勇等，2O0l；Ras—
plus，1996；谷海燕等，2()(]3)。这对榕树一传粉者之
间的专一性协同进化关系提出了挑战，也给二者的
系统发育关系研究提出了新的问题。因此，研究者
又开始从分子生物学角度探讨榕属植物系统发育
(Herre等，1996；we．blen，2O0O；JOusselin等，2O03；
R(}nsted等，2O05)，以期为榕树一传粉者协同进化
的研究提供重要参考依据。Herre等(1996)首先利
用叶绿体基因确立 了白肉榕亚属的系统位置以及该
亚属与其它三个 亚属 的姐妹 群关 系。weil]len
(2OOO)和Jousselin等(2。03)分别选用线粒体 DNA
和 nrDNA的 ITS+ETS序列 ，对榕属植物 的系统
发育进行了分析。据他们的分析结果，白肉榕亚属
和无花果亚属均为非单系起源。聚果榕亚属和榕亚
属的榕组分别起源于无花果亚属的不同分支 ，但是
榕亚属的起源及各组间关系与传统分类不一致，仍
值得探讨。R nsted(2OO5)最新的研究也得到了与
前人一致的系统发育关系，结果证实了榕亚属是非
单系起源，其中榕组起源于雌雄异株的无花果亚属。
前人的这些研究均表明了榕属植物的分子系统发育
关系与传统分类系统之间存在很大分歧。同时研究
结果也为其重新修订提供了必要依据。因此，研究
者已经开始根据分子研究的证据对世界各地的榕属
系统分类进行修订(Berg，2∞3)。
我国具有独特的地理位置，气候和生境多样性
为热带植物榕树的多样性辐射提供了条件，具有丰
富的榕树种类(李宏庆等，2()O2；张秀实等，l998)。
我国分布的榕属植物的系统发育关系是世界榕属研
究的重要组成部分，对于揭示榕属植物的演化历史
必不可少。但是目前我国榕属植物分子系统研究工
作还很少，国际上大量系统发育研究中也缺乏中国
的材料，这从一定程度上限制了我国榕树及共生昆
虫的相关研究的发展(贾效成等，2。O4)。因此 ，有必
要在国外榕属植物研究的基础上对中国的榕属种类
的系统位置进行探讨。鉴于前人研究中榕亚属的起
源和组间关系与传统分类的分歧，本研究分析了中
国榕亚属的系统位置，并进一步探讨了其中各组间
和种问的系统发育关系，研究结果将为世界榕属植
物的系统发育提供必要补充。
1 材料与方法
1．1材料来源
中国榕亚属植物的试验材料共 17个个体(共
15种，包括两个变种)，分别代表分布于中国的榕亚
属各组：榕组、印度榕组、环纹榕组(心叶榕组没有取
得材料)，每组或组内每个系至少一个代表种。材料
分别采自广东、广西、云南等地。为探讨榕亚属是否
为一单系群，在系统发育分析中另从 Genbank下载
了 41种榕亚属植物的 ITS序列(无花果亚属 的无
花果 F．c“r c“和白肉榕亚属的一个种F．sp为本次
实验测定)。榕亚属外 的三个亚属每组至少两个代
表种。所有用于分析的材料见表 1。根据 Herre等
(1996)、we 1en(2OOO)和 Jousselin等(2OO3)的研
究，本实验选择与榕亚属近缘的、分布于新世界的白
肉榕亚属的2个种 F． “和F．m“z n作为
系统发育分析的外类群。
1．1．1 DNA提取 ，PCR扩增，产物纯化与 DNA测
序 野外采集新鲜叶片，用硅胶快速干燥，用于
DNA提取。提取方法采用改进的 2×CTAB法
(Doyle& Doyle，1987)。用通用引物 ITS4，ITS5
(white等，199O)扩增 ITS区段序列 (包括 ITS一1，
5．8S，ITS 2)。反应体系为 5O L。扩增反应中加
入 DMSO(二 甲基亚砜)以提高引物的特异性。扩
增程序：94℃预热 3 min；94℃变性 1 min，55℃退
火 1 min，72℃延伸 1 min；35个循环；最后，72℃延
伸 7 min。PcR反应在 PcT一2O0热循环仪上进行。
PCR产物经 QIAGEN试齐0盒 (QIAquick Ge1 EX_
traction Kit)纯化后在 ABI377自动测序仪上直接
测序。测序引物为 N18L18(wen& Zimmer，1996)
和 ITS4(White等，199O)。
lI 1．2系统发育分析 获得的 ITS序列(ITS一1，5．
8S，ITS一2)先 通过 CLUSTAL X(Thomson等，
l997)进行序列对比重排，并进行适当人工调整。系
统发育分析采用 PAUP4．o版本(Swoford，1998)
中的简约法(parsimony)进行。简约性分析中所有
的空位(gap)作缺失(missing)处理。用 TBR分支
交换与随机类群附加进行完全启发式搜索，并计算
其严格一致性树(strict c0nsensus tree)。分支的支
i期 尧金燕等 ：中国榕属榕亚属植物的系统发育初探
注：榕属的划分采用c。rner(1 965)的系统．表中基因序列号标有 AF和 AY的标本表示序列分别来源于we|blen(2。。O)和J。usse1 n(J0ussc
ln等 ，2O03)的研究。
N。te：thc c1assification is according t。C。rner(1 965)．Vouchers with AF and AY Genbank acccssion Nunlber were cited from W eIblen(20O0)
lO 广 西 植 物 29卷
持度用完全启发式搜索进行 1∞O次 自展(Boot
strap)计算。
2 结果
2．1 ITS序列特点
ITS区域 (包 括 ITS一1，5．8S，ITS一2)长度在本
研究的材料中变化为 526～789 bp。对位排列后长
度为793 bp。完全一致的碱基位点为195个。信息
位点为 2O8个。
2．2系统发育分析
简约法分析共得到 6 O88个同等简约树，树长
为 939，一致性系数(CI)为 O．629，保持性系数(RI)
为 O．758。其严格一致树见图 l。从分析的结果看，
榕亚属表现为一并系群。榕亚属除榕组外的其它组
构成一个单系群 ，并得到了中度的支持率(7 )；榕
组组成一个单系群(获得了 59 9／6的支持率)，但却与
无花果亚属的一支构成姐妹群。来 自中国的种类分
别聚在了相应的组内。但环纹榕组被分成了两个单
支，其中来自中国的大叶水榕和环纹榕构成了一个
分支，二者表现了较近的亲缘关系。榕亚属的亚洲
特有组印度榕 组在 ITS树中聚在 了环纹榕组的另
一 个分支 中。
系统发育关系分析表明(图 1)，中国榕亚属有
些种没有表现出传统分类中的种间和系间关系，与
中国植物志的分类系统不一致。来 自榕组的绿黄葛
树(原变种)和黄葛树(变种)、环纹榕组的瘤枝榕(原
变种)和杜鹃叶榕 (变种 )之 间没有表现 出种和变种
的亲缘关系，它们可能不是一个种 ，而分别是独立的
种。所分析的中国榕亚属种类中，只有榕组菩提榕
系的两个 种菩提 榕 与龙 州榕 组成 的分支 获得 了
6j 的支持率，符合中国植物志的分类系统，而环纹
榕组各种的亚组及系内关系均与中国植物志分类系
统不一致。分析结果表明，环纹榕系的环纹榕与大
叶水榕系的大叶水榕、枕果榕系的高山榕与钝叶榕
系的细叶榕、垂叶榕系的劲直榕与豆果榕系的豆果
榕及瘤枝榕系的瘤枝榕分别表现了不同程度的亲缘
关系。在亚组水平上，环纹榕组的不同亚组间的一
些种也表现了较近的亲缘关系。
3 讨论
在 Corner(1965)的分类 系统 中，榕亚属是雌雄
同株种类中最大的一个亚属。据 we．hlen(2 O(]O)统
计，亚洲、非洲和澳大利亚的热带、亚热带地区是其
分布中心。榕亚属植物幼时多半附生，具绞杀特性。
成年后长为直立大乔木。其花序果多腋生。板根、
气生根、支柱根 、绞杀特性和腋生果是该亚属区别于
其他亚属的主要形态特征。中国植物志对榕亚属的
划分也是以此为基础的(张秀实等，l998；Zhou and
Michae1，2O03)。但是，分子系统发育研究却对此亚
属的单系起源提出了疑问。we len(2OOO)和 Jous—
selin等(2003)的研究结果 以及最新的分子钟证据
(R中nsted等，2∞5)一致表明，雌雄同株榕亚属的榕
组是雌雄异株的无花果亚属一个分支的姐妹群。这
两个亚属均不是单系起源。本研究也表明榕亚属为
一 并系，其中榕组与无花果亚属可能有更近的亲缘
关系。我们在榕亚属的一些种中发现了与一些雌雄
异株的无花果亚属相同的生长特性 ，如老茎生花、雄
花散生和多雄蕊等现象。这在一定程度上支持了前
人和本次分子数据分析的结果，说明这些特征可能
是榕组从雌雄异株类型向同株类型演化的过程中保
留的祖征。但是榕属植物种类繁多，中国榕亚属的
界定和与其他亚属的关系还需要更多的试验材料和
分子技术来解决。
本研究结果表 明，在构成榕亚属的主要单系群
中(图 1)，主要在亚洲分 布的环纹榕组 sect．Cono—
sycea与主要 分布于澳大利亚 的 sect．Malvanthera
具有 较 近 的 亲 缘 关 系；这 与 Corner(1959)和
Ramirez(1 977)分别依据形态特征的研究和依据传
粉昆虫对 secL Malvanthera所 做的系统修订较一
致，支持榕属植物与传粉昆虫的系统发育存在趋同
性的观点(we．b1en，200l，Rasplus等，1998)，但不
支持 Berg关于 sect．M“z ￡ r口与 sect．G“z0 —
c^ “之间有近缘性的观点(Berg，2O03)。此外，榕亚
属的亚洲特有组印度榕组被聚在了环纹榕组的一个
分支 中。此结果与 wiebes(1979)从传粉昆虫角度
的研究结果及 Jousse1in等(2OO3)对 ITS序列的分
析结果一致，但并没有得到自展运算大于 5O 的支
持度。R0nsted等(2O05)的最新研究证实了这两个
组之间具有亲缘关系。至于本实验分析中的两对原
变种和变种：绿黄葛树(原变种)和黄葛树(变种)，瘤
枝榕(原变种)和杜鹃叶榕(变种)，其关系也不支持
《中国植物志 》依形态学的划分 (张秀实等，1998)。
在 ITs树中，两对原变种与变种分别被归人了榕组
和环纹榕组的不同分支 ；而《中国植物志》认为前两
f期 尧金燕等 ：中国榕属榕亚属植物的系统发育初探
a a∞ s cea
、F．cus Fi s
＼Pharn1a∞Sy Pharn1aco cBa
图 1 ITS序列数据同等简约树的严格一致树(自展值标于分支上方)
Fig．1 The strict c()nsensus tree generated fr()m 6O88 equaI1y parsimonious trees of ITS
sequences(bootstrap va1ues were given above the branches)
个种的区别仅在于花序果是否有柄 ，后两者的区别
仅在于叶片是否有毛。可见，形态学特征与分子数
据的分歧还需要进一步综合分析才能够解决。同
样，中国榕亚属的各组问及组内系问系统发育关系
也与《中国植物志》传统分类不一致。因此，榕亚属
组间及组内种间关系还需要分子数据与形态特征及
相关的地理环境特点相互综合比较，才能最终明确。
此外，鉴于榕属植物与传粉者之间的特殊关系，结合
协同进化在形态比较的基础上对榕属植物进行系统
分类研究也是非常必要的(于慧等，2006)。
致谢 葛学军博士和G0rge Weiblen博士对分子
实验提 出了宝贵建议及 葛学军博士对本项 目实验室
工作条件的支持。叶玉石先生帮助鉴定标本；贾效
成、邓源同学参与了部分样品采集和室内实验工作；
华南植物园分子系统学实验室的同学们在实验过程
中给予了热心帮助。一并表示衷心感谢!
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