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淫羊藿属(Epimedium)为小檗科(Berberidaceae)多年生草本植物,全世界约60种,间断分布在亚欧大陆的欧洲与东亚地区。我国分布有大部分类群,共约有50余种,是其重要的分布和分化中心。淫羊藿是我国重要的传统药用植物,另外淫羊藿因花叶奇特美丽成为广受欢迎的园林观赏植物。本文通过形态学、细胞学和分子生物学等方法对我国淫羊藿属植物(Epimedium section Diphyllon)开展综合的系统进化研究,以期了解淫羊藿属在我国的系统演化关系与分化历史,为它的保护以及资源的合理开发与利用提供重要的理论依据。1.形态学采用数量分类学对中国淫羊藿属进行分类研究,用29个形态学性状对中国淫羊藿属52个种进行形态聚类。结果表明中国淫羊藿分为与花大小相关的两个分支。Clade 1包括小花类群所有的种加上大花类群的Ser.Campanulatae 4个种。Clade 2全部来自大花类群。形态学上不支持Stearn对中国类群4个系的划分。此外,基于数量分类结果,我们对5种分类上有争议的种进行了确认和处理,它们是E.membranaceum、E.coactum、E.obophyllum、E.jingzhouense和E.campanlatum。2.细胞学中国淫羊藿属大量物种的染色体资料已有报道,但是仍有约五分之一的物种没有染色体资料。因此迫切需要加强淫羊藿属植物染色体数数目和核型方面的研究工作。本研究中我们报道了淫羊藿属中国组18种24个居群的染色体数目和核型。首次报道了5种淫羊藿染色体数目和核型(E.hunanense、E.lishihchenii、E.membranaceum、E.shennongjiaense和E.tianmenshanense)。本研究中所有材料的染色体数目为2n=2x=12,核型不对称类型大多数都为Stebbins-2A型,除了粗毛淫羊藿、淫羊藿、镇坪淫羊藿和黔岭淫羊藿的一个居群为3A型。核型不对性指数AI值变化范围为1.71-4.56。有一对随体第一对或者第二对染色体上。用E.franchetii、E.leptorrhizum、E.stellulatum和E.wushanense超过两个居群的材料来检验淫羊藿属植物种内染色体的多样性,结果显示除了E.leptorrhizum外,其它种的核型公式、Stebbins类型和AI值都比较稳定。基于以往的染色体资料和我们的数据,简要的讨论了核型与系统发育的关系。3.基因组大小以24种淫羊藿为材料,花生为第一外标,豌豆为第二外标,采用流式细胞术测定其基因组大小,比较不同种基因组大小的差异性,形态上分析花内轮萼片和花瓣距长度的相关性,地理上分析经度、纬度和海拔与基因组大小的相关性。结果表明24种淫羊藿基因组大小在1.34~5.17pg之间,基因组越小物种多样性越丰富;基因组最小为方氏淫羊藿,最大为竹山淫羊藿,后者为前者的近4倍;形态上基因组大小与内轮萼片和花瓣距长度无显著相关性,地理分布上基因组大小从北向南呈递减趋势。本研究可为淫羊藿属基因组学研究提供参考资料。4.简化基因组系统学解决亲缘关系很近类群的系统发育是生物进化研究的重大挑战之一。本研究总共取样57个,代表淫羊藿41个物种、4个疑似新种。基于简化组基因组测序取得覆盖度为10、聚类大于90%数据集,用最大似然法(Maximum Likelihood)构建得到淫羊藿属中国类群的系统发育树。结果表明中淫羊藿属国类群分为3个与地理和形态相吻合的分支,第一分支有Epimedium yinjiangense和E.simplicifolium 2种,狭域分布在贵州东北部;第二分支有E.membranaceum、E.davidii和E.brevicornu等15种,主要分布在我国北方和西南地区;第三分支有E.ilicifolium、E.sagittatum和E.wushanense等22个种,主要分布在华中地区,少数种延伸到江西和浙江。系统发育结果还揭示小花类群混杂在大花类群中,小花类群共经过5次单独的分化事件形成。花瓣无距类群在淫羊藿属中是返祖现象,在第二个分支中,发生了2次花瓣返祖现象,分化出E.campanulatum和E.ecalcaratum。Stearn划分的分类系统4个系的物种,在不同的分支中平行出现,说明该系统不适合中国类群的分类。