世界唇形科香茶菜属的分类学研究

Isodon (Schrad. ex Benth.) Spach (Lamiaceae: Nepetoideae: Ocimeae) is a species-rich genus comprises roughly 100 species occur in tropical Africa (two species) and ropical to subtropical East Asia. With more than 80 species being distributed in southwest China where is considerted to be the diveristy center of the genus. Isodon species are economicaly and medicinally important that they have been widely used in ornamental, culinary and medicinal aspects. To date, more than 210 names were published under the genus. Howevere, limits among its species have been poorly difined in previous studies, and it is necessary to re-establish a tenable infrageneric classifcation system,as well as to clarify the species diversity within the genus.The present study incorporates herbaria work and field investigation, and new characters from morphological studies of gland, trichome, pollen and seed, cytolocial study，and molecular systematics to address specific limits in Isodon.The goal of the present stuty is to resolve species delimitation within Isodon, to calrify nomenclatural problems, and to generate a complete monograpihc treatment for the genus. This work will lay the foundation for further compiling and studying of Lamiaceae for the Flora of Pan-Himalayas, taxonomic and systematic study for subfamily Nepetoideae, and provides the theory basis for utilizing the resources of the genus Isodon. In the meantime, this project is a good chance for personnel training of plant taxonomy on such big genus and family.

唇形科香茶菜属[Isodon (Schrad. ex Benth.) Spach]约100种，主要分布于非洲热带（仅2种）及东亚热带、亚热带地区，我国西南地区是其多样化中心，共分布有80余种。该属一些种类可供香料、调料和药用，是一个具有重要经济价值和学术价值的类群。经过80多年研究，该属已发表了210多个名称，存在物种间界限模糊，物种多样性未得到澄清，属下系统不完善等分类学问题，有必要开展世界范围内的分类修订工作。本研究拟通过查阅世界各主要标本馆的馆藏标本，结合野外调查和腺体与毛被、花粉及小坚果等形态解剖学及细胞学等方面的研究资料，澄清命名问题，同时辅以分子系统学证据，明确物种界限，建立属下分类系统，完成属的分类修订并形成分类学专著，为泛喜马拉雅植物志唇形科的编研奠定基础，为本属植物资源的合理开发利用提供理论依据，同时为荆芥亚科的分类学和系统学深入研究积累资料，并为培养专科专属的经典分类人才做出贡献。

唇形科香茶菜属全世界约120种，我国分布有80%以上的种类，且以横断山区为其多样性中心。该属植物多为重要的药用资源，但属内仍存在诸多分类问题。本项目通过开展标本和文献查阅、野外考察及形态学、细胞学和分子系统学研究，对香茶菜属进行了全面地分类修订。取得的主要研究成果如下：.已查阅了国内外32个标本馆的香茶菜属标本两万余份并收集了该属大部分合格发表名称的原始文献和模式标本；通过野外考察，采集该属标本110种400余号1800余份。.基于香茶菜属85种的叶绿体全基因组序列构建的分子系统树显示，属内可以识别四个单系分支，与前人研究结果基本一致，而最大的Clade IV内部的系统发育关系仍未能得到很好解决。进一步选取该属101种开展了转录组测序，基于筛选得到的832个直系同源低拷贝核基因构建了系统发树。结果表明，Clade IV内部的系统发育关系得到了较好地解决，并可以识别四个具有很高支持率的分支。核基因树和叶绿体树间存在诸多冲突，表明香茶菜属内可能经历了杂交或叶绿体捕获等事件。.形态学研究结果显示香茶菜属的花粉形态分类价值有限，而叶表皮毛被和小坚果的形态在属内表现出较大的变异，具有较高的分类价值，其中腺体颜色和小坚果形状及表面纹饰可用于划分属下分类系统。.对香茶菜属16种植物进行了细胞学研究，结果与前人研究一致，即该属物种多为二倍体（2n = 24），多倍体极为少见。利用流式细胞仪测定了香茶菜属19种植物的基因组大小，结果显示该属二倍体植物的基因组大小约为310–450 Mb。.结合以上研究结果，对香茶菜属进行了修订：描述并发表新种3种，归并了12个名称为新异名，提出了6个新组合，恢复前人归并的种15个，确认香茶菜属目前共122种8变种，同时对一些种类进行了补充描述，对各种的地理分布进行了完善。最后提出了一个新的属下分类系统，将该属重新划分为线纹香茶菜组、非洲香茶菜组、牛尾草组和皱叶香茶菜组，又进一步将皱叶香茶菜组划分为细锥香茶菜系、皱叶香茶菜系、香茶菜系和多叶香茶菜系。