2(Shenzhen Fairy Lake Botanical Garden Shenzhen 518004)

Abstract The sequences of chloroplast matK gene of 57 species were studied. The results from the strict consensus trees were consistent with the former study.Genus Magnolia was polyphyletic group as a result of convergence. Several conclusions were recognized: Subgenus Magnolia section Splendentes had a very close relationship with M.macrophylla and M.dealbata which were belong to section Rytidospermum distributing in American; Genus Parakmeria formed a well-supported clade with Kmeria and Manglietiastrum . Since there were different bases among their sequence, together with evidence from morphology, M.paenetaluma and M.odoratissima should not be combined with M.championii.

Key word Magnolia; matK gene; Phylogenetic analysis

      木兰属Magnolia为木兰科Magnoliaceae中最大的属，约有70种，约占全科总数的1/3，分布于亚洲和美洲的亚热带和温带，少数常绿种类分布在热带地区。该属几乎包括了木兰科各属的共同特征，与其它属在内部结构和外部形态上有很多交叉，除鹅掌楸属外的各属都曾被并入过木兰属，木兰属的界限也就成为木兰科植物分类的焦点之一(刘玉壶，1984)。

   随着分子生物学的发展，分子技术在植物系统研究中的应用，RFLP、RAPD、cpDNA基因序列测定等分子生物学手段在木兰科植物系统学研究中发挥着越来越重要的作用。matK基因长约1500个碱基对，位于叶绿体赖氨酸tRNA基因（trnK）的内含子内，为单一拷贝的编码基因，是被子植物中进化速率较快的基因，多用于科下属间系统发育关系的研究。在木兰科系统研究中，已应用过一些（Azuma et al.,2000,2001;Ueda et al.,2000;Shi Su-hua,2000;金虹，1999），本次研究利用GenBank中不同学者在不同研究中测定注册的43个木兰科matK序列以及我们自己测定的14个种类的序列，进行木兰属系统发育以及木兰属常绿组section Gwillimia种间亲缘关系的研究，探讨遗传变异和形态变异之间的相合性（Congruence），以及基于分子标记技术所支持的和传统形态分类所确立的的种群亲缘关系的一致性。

1. 材料和方法

1.1 实验材料

    实验材料主要来自深圳市仙湖植物园和广州华南植物园的木兰园。包括木兰亚属常绿组Subgenus Magnolia section Gwillimia植物8种，皱种组section Rytidospermum 4种，荷花玉兰组section Theorhodon 1种，盖裂木属Talauma 1种（见表1）。

1.2 DNA提取

   选用新鲜幼嫩的叶片作为材料，采用改进的CTAB法（Doyle & Doyle，1987）提取总DNA。

1.3 matK区的扩增及存化

   根据Genbank内已注册的木兰科植物trnK基因序列，将matK序列分为3段，应用OLIGOS软件(Ruslan Kalendar,1998)设计引物（表2）；先应用正向、反向的引物扩增出matK的整条DNA片段。扩增反应在eppendorf梯度PCR扩增仪上进行，反应体系为25μl，包括DNA 20-40ng，引物10pmol，dNTP 0.1mmol/L，TaqDNA聚合酶1Unit。扩增程序为：94℃，3min-→94℃,30s-→56℃，40s-→72℃，110s-→36个循环-→72℃，7min。扩增产物用浓度为1.5%的琼脂糖凝胶，在1x TAB缓冲液中以3.7v/cm的电压电泳2.5小时后，割下具matK片段的胶块，用Sangon公司的SK131型UNIQ-10柱式DNA胶回收试剂盒进行DNA的回收和存化。

表 2 木兰科matK扩增及测序引物

Tab.2 Primers used for PCR and sequencing

引 物 primers	序 列 sequences
matK正向	5'-ACCCTGTTCTGACCGTATCGC
matK反向	5'-TCCATTTACATGATCCCATGACC
matK测序	5'-TGAATCCGTATTAGTGTTTCTCCG

　

1.4 matK区DNA测序

    测序反应依据双脱氧链终止法（Sanger et al.，1977）原理，在上述PCR仪上进行，反应体系10μl，包括Bigdye Mix 2μl，引物5 pmol，模板20-40 ng，测序反应程序为98℃，2min-→94℃,30s-→56℃，30s-→60℃，4 min-→25个循环。反应产物经预冷的无水乙醇沉淀，70%乙醇清洗一次后吹干，加甲酰胺10μl，94℃变性5 min后，置于冰水混合物中备用，在ABI3100型自动测序仪上进行序列测定，并对测定结果进行手工校对。

1.5 数据分析

    将从GenBank中得到的43个木兰科植物matK序列和本次测定的14个序列用BioEdit（Higgins，1994）软件进行格式转换和排序后，再用PAUP4.0b10软件（Swofford，1998）进行统计分析和分支分析，以鹅掌楸亚科subfamily Liriodendroideae的两个种鹅掌楸L.chinese和北美鹅掌楸L.tulipifera为外类群构建系统树。缺隙(gap)处理作缺失(missing)状态。最简约树（contree）采用Heuristic法寻找,NJ树用邻接法通过计算遗传距离得到。用自展分析值（bootstrap法）检验简约树中各分支的置信度，自展数据集为1000次。

表1 实验材料来源及GenBank序列号*

Table 1 The source of materials and GenBank Accession No.*

Taxa	Source	Genbank Accession No.	**Distribution
Family Magnoliaceae
Subfamily Magnolioideae
Tribe Magnolioideae
Subtrib.Manglietiihae
Genus Manglietia
insignis	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055543	Asia
decidua	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055542	Asia
conifera	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055541	Asia
hainanensis	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123478	Asia
moto	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123477	Asia
Genus Manglietiastrum
sinicum	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123479	Asia
Subtrib. Magnoliinae
Genus Magnolia
Subgenus Magnolia
Section Gwillimia
coco	Sequence download from Genbank	GBAN-AB021004	South East China
albosericea	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123464	South East China
henryi	Sequence download from Genbank	GBAN-AF209199	South East China
delavayi	Sequence download from Genbank	GBAN-AB021005	South East China
delavayi f diva	Fairy Lake Botanical Garden	GBAN-AF548651	South East China
championii	South China Botanical Garden	GBAN-AF548648	South East China
menglunensis	South China Botanical Garden	GBAN-AF548639	South East China
paenetalauma	South China Botanical Garden	GBAN-AF548644	South East China
guangnanensis	South China Botanical Garden	GBAN-AF548645	South East China
shangsiensis	South China Botanical Garden	GBAN-AF548647	South East China
phanerophlebia	South China Botanical Garden	GBAN-AF548652	South East China
odoratissima	South China Botanical Garden	GBAN-AF548646	South East China
Section Lirianthe
pterocarpa	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055528	Asia
Section Rytidospermum
dealbata	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055525	America
hypoleuca	South China Botanical Garden	GBAN-AF548650	Asia
officinalis var.biloba	South China Botanical Garden	GBAN-AF548643	Asia
tripetala	South China Botanical Garden	GBAN-AF548649	America
macrophylla	South China Botanical Garden	GBAN-AF548638	America
Section oyama
sieboldii	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055526	East Asia
wilsonii	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055527	East Asia
Section splendentes
splendens	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055524	Caribbean
portoricensis	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055523	Caribbean
Section Theorhodon
pacifica	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055521	America
iltisiana	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055520	America
yoroconte	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055522	America
schiedeana	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055550	America
grandiflore	Fair Lake Botanical Garden	GBAN-AF548640	America
Section Maingola
carsonii	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055529	Tropical Asia
Subgenus Yulania
Section Yulania
denudata	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123465	East Asia
sargentiana	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055532	East Asia
campbellii	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055531	East Asia
Section Buergeria
pseudokobus	Sequence download from Genbank	GBAN-AB040152	East Asia
Genus Talauma
mexicana	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055536	America
ovata	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055537	America
dodecapetala	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055534	America
caricifragrans	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055533	America
minor	Sequence download from Genbank	GBAN-AY055535	America
gitingensis	Fairy Lake Botanical Garden	GBAN-AF548642	South East China
Genus Parakmeria
omeiensis	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123476	Asia
yunnanensis	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123474	Asia
lotungensis	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123475	Asia
Genus kmeria
septentrionalis	Sequence download from Genbank	GBAN-AF107930	Asia
Genus Alcimandra
cathcartii	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123473	Asia
Trib.Michelieae
Subtrib Micheliinae
Genus Michelia
macclurei	Sequence download from Genbank	GBAN-AB055546	Asia
foveolata	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123468	Asia
figo	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123467	Asia
alba	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123466	Asia
Genus Paramichelia
baillonii	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123469	Asia
Genus Tsoongiodendron
odorum	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123470	Asia
Subfamily Liriodendroideae
Genus Liriodendron
tulipifera	Sequence download from Genbank	GBAN-AY123480	America
chinese	Sequence download from Genbank	GBAN-AF123481	Asia

*根据刘玉壶（1984）系统。 Taxonomic treatment followed Law(1984)

**地理分布依据Nooteboom（2000）。 Distribution area based on Nooteboom(2000).

2. 结果

       57个木兰科matK序列排列后的总长度为1459bp，用PAUP进行运算。有136个变异位点，其中67个为信息位点。用Heuristic法找到176棵最简约树。用严格一致性树（Contree树）进行系统分析（图1）。步长为176，一致性指数（CI）和保持指数（RI）分别为0.8068和0.9058。NJ树在主要分支与严格一致性树基本相同。树长为181，一致性指数（CI）和保持指数（RI）分别为0.7845和0.8920。（图2）以鹅掌楸属的两个种鹅掌楸和北美鹅掌楸为外类群，木兰亚科subfamily Magnolioideae的分支得到89%的自展值支持。木兰亚科形成2个分支，其中盖裂木属分布于美洲的5个种成为一个单系类群（分支B），得到93%的自展值高度支持，并与木兰亚科的其它种成为姊妹类群。在分支B中，T.ovata、T.dodecapetala和T.caricifragrans有3个共衍位点，形成一个单系，得到68%的自展值支持，且后两者的序列相同。

        木兰亚科中除去美洲盖裂木的其它种形成一个分支，得到了55%的自展值支持（分支A）。分支A分有4个亚分支（分支Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）。这4个亚分支由于缺乏共衍位点，在分支图上彼此为姐妹类群。分支Ⅰ主要由玉兰亚属subgenus Yulania、含笑属Michelia和拟单性木兰属Parakmeria组成，合果木属Paramichelia、观光木属Tsoongiodendron、长蕊木兰属Alcimandra、木兰亚属的Maingola组、单性木兰属Kmeria和华盖木属Manglietiastrum嵌在其中。此关系得到82%的自展值支持，显示了这几个属的亲缘关系很近。该分支由Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc 3个亚分支组成。玉兰亚属的4个种成为一个单系（分支Ⅰa），得到62%的自展值支持。其中凹叶木兰M.sargentiana和滇藏木兰M.campbellii具有3个共衍位点，形成一个分支，得到89%的自展值支持。Ⅰb由花腋生的含笑属的4个种、观光木T.odorum、合果木P.baillonii以及花顶生的长蕊木兰A.cathcartii、木兰亚属Maingola组的M.carsonii组成，得到67%的支持率。其中观光木与金叶含笑M.foveolata的亲缘关系最近，具2个共衍位点，形成一个单系，并得到74%的自展值支持。合果木和白兰M.alba有一个共衍位点，在NJ树中形成单系，显示两个种有较近的亲缘关系。醉香含笑M.macclurei的matK序列与金叶含笑、白兰、含笑M.figo没有共衍位点，而后三者有1个共衍位点，除醉香含笑、M.carsonii外，该分支的其他6个种还有一个共衍位点，在NJ树中，该种与M.carsonii形成一支，虽然支持率小于50%，也显示了它们较近的亲缘关系。其trnL序列因缺乏与含笑属其它12个种所具有的1个共衍位点也未能与含笑属成为单系（王亚玲，2002）。该种隶属于含笑属后生含笑亚属subgenus Metamichelia的异被组section Anisochlamys），栽培中，其在叶的形态和毛被上有很多变化。醉香含笑可能是含笑属中与木兰属关系最近的一个种。

      拟单性木兰属的3个种和华盖木M.sinicum、单性木兰K.septentrionalis组成分支Ⅰc，这个由花两性、杂性到单性的植物种类组成的单系分支得到53%的自展值支持，显示了这三个属间有较近的亲缘关系。其中华盖木有3个位点的碱基变异，单性木兰有5个位点的变异，乐东拟单性木兰P.lotungensis有4个位点的变异。在NJ树上，这3个种显示了较近的亲缘关系。峨嵋拟单性木兰P.omeiensis和云南拟单性木兰P.yunnanensis有4个共衍位点，得到97%的自展值支持，实际上，这两个种的matK序列是完全一致的。

     分支Ⅱ由木兰亚属的天女花组section oyama、皱种组的2个亚洲种和1个美洲种以及木莲属Manglietia的5个种构成，得到76%的自展值支持。木莲属形成一个被高度支持（95%）的单系类群（分支Ⅱd）。落叶木莲M.decidua与红花木莲M.insignis、球果木莲M.conifera虽为落叶和常绿种类的差别，也只有3个碱基的差异。疏生红褐色平伏微毛的海南木莲M.hainanensis和全株密被锈褐色绒毛的毛桃木莲M.moto是两个形态差别较大的种，它们却有1个共衍位点，形成一个分支，表现了较近的亲缘关系，并得到66%的支持。天女花组的两个种西康玉兰M.wilsonii和天女花M.sieboldii具一个共衍位点，以53%的支持率聚在一起，两个种间的碱基差异为6个。皱种组的两个亚洲种日本厚朴M.hypoleuca和凹叶厚朴M.officinalis var.biloba显示了较近的关系，形成一个分支，但支持率小于50%。分布于美洲的三瓣木兰M.tripetala与这两个亚洲种关系较远。

     分支Ⅲ主要由木兰亚属的荷花玉兰组（Ⅲa）和常绿组（Ⅲb）两个亚分支组成，自展值为69%。荷花玉兰组的5个分布于北美的种共有5个共衍位点，以99%的置信度聚在一起。M.yoroconte、M.pacifica和M.iltisia三个种有5个共衍位点，形成一个被高度支持的单系（100%）。其中M.pacifica和M.iltisia的matK序列完全相同。主要由常绿组种类形成的分支Ⅲb得到了84%的支持，木兰亚属的翅喙组section Lirianthe唯一的种M.pterocarpa和盖裂木属中唯一在中国有分布的盖裂木M.gitingensis嵌在常绿组中。山玉兰M.delavayi和红花山玉兰M.delavayi f.diva形成的分支仅得到53%的支持，并与常绿组的其它种类成为姊妹类群。大叶木兰M.henryi和绢毛木兰M.albosericea形成一个置信度较高的单系（75%），并与其它常绿组种类形成又一层的姊妹类群关系。除去山玉兰、大叶木兰、绢毛木兰的常绿组的8个种和M.pterocarpa、M.gitingensis形成的单系类群，有61%的支持率。这几个种均分布于中国东南、西南以及东南亚地区。大叶木兰和盖裂木，香港木兰M.championii、长叶木兰M.paenetalauma、馨香木兰M.odoratissima、香木兰M.guangnanensis、上思木兰M.shangsiensis和勐轮木兰M.menglunensis，在花和叶的形态上很相似，但几个种在matK碱基序列上有差异。其中大叶木兰和盖裂木在形态上非常相似，没有果实两个种都难以区别，但两个种的matK序列相差了14个碱基，亲缘关系也较远：大叶木兰和绢毛木兰聚在一起，盖裂木和馨香木兰、香木兰等9个种形成一个单系。显示了形态差异和基因变异的不同步性。

      长叶木兰在330位点处有一个G→A的转换，馨香木兰在929处有一个A→C的颠换，显脉木兰M.phanerophlebia在1086位点有一个T→G的颠换。翅喙组的M.pterocarpa在717和926位点处有C→T的转换和G→C的颠换。夜合花M.coco、香港木兰、勐轮木兰有1个共衍位点，并以56%的支持率聚在一起，这三个种的matK序列完全相同。形态上，夜合花全体无毛，花果下垂，与后两者的明显不同。香木兰、上思木兰、盖裂木3个种的序列相同，但3个种的外部形态上有一定的差别。山玉兰和红花山玉兰只有1个共衍位点，它们的单系支持率只有53%。红花山玉兰一直作为山玉兰的变型处理，因为在形态上，两者仅花色不同，但红花山玉兰的matK序列646位点处有1个T→C的的转换。

      分支Ⅳ由木兰亚属的Splendentes组（分支Ⅳa）和皱种组的美洲种M.macrophylla、M.dealbata（分支Ⅳb）组成。两个组有一个共衍位点，其亲缘关系得到了57%自展值支持。M.splendens和M.portoricensis具2个共衍位点，分支Ⅳa得到80%的支持，其中M.portoricensis相对M.splendens有2个位点的变异。皱种组的两个种有7个共衍位点，形成100%的支持单系。M.dealbata因与M.macrophylla的形态相似，原作为其变种M.macrophylla var.dealbata处理，后因它们分布不同，两个种被分开(Nooteboom,2000)。2个种的matK序列有2个碱基的差异。

      在本研究中，有几个种的matK序列是完全相同：盖裂木属的T.dodecapetala和T.caricifragrans，木莲属的红花木莲和球果木莲，常绿组的夜合花、勐轮木兰和香港木兰，香木兰、上思木兰和盖裂木，荷花玉兰组的M.pacifica和M.iltisiana，拟单性木兰属的峨嵋拟单性木兰和云南拟单性木兰。这些种在外部形态上，有的之间较相似，有的之间差异明显，反映了matK序列在木兰科植物中变异很小以及形态差异和基因变异的不同步性。

3. 讨论

      测定的1457个matK碱基序列中，碱基变异率只有9.27%，在木兰科系统研究中用过的叶绿体DNA序列中，属变异率较高的。但相对其他被子植物，碱基变异位点要少的多，表明在木兰科植物约1亿年的演化历程中，其cpDNA序列进化的很慢。在系统发育树的主要分支上，matK和ndhF序列、RFLP、RAPD等分子标记的分析结果基本一致（Kim,2001;Qiu,1995;Zeng,2000）。

     盖裂木属为热带间断分布的类群，主要分布于东亚至东南亚和中美洲、南美洲的热带与亚热带地区。序列分析结果显示分布于亚洲和美洲的两个类群不是来自同一祖先，而是在相似环境下趋同演化的结果(Kim,2001)。在contree树和NJ树中，盖裂木属分布于美洲的5个种形成一个单系类群，得到了较高的支持率（93%），与木兰亚属的其它种类成为姊妹类群。分布于亚洲的T.gitingensis（Blumianazu组）则与产于东南亚的木兰亚属常绿组的种类成为单系。而且常绿组、Lirianthe组植物与盖裂木属Blumianazu组在形态上非常相似，没有果实很难区别，如T.gitingensis与常绿组的大叶木兰。

   因此分布于亚洲的的Sect.Blumianazu组应该从盖裂木属中分出来，并入木兰属。且分布于美洲的盖裂木与木兰属的关系较远，盖裂木属应该成立，不赞成Nooteboom（1985，2000）将盖裂木属作为木兰属盖裂木组section Talauma的处理。

     序列分支结果显示，木莲属是一个置信度很高的单系类群（91%）。木莲属植物主要分布于中国的云南、广西、广东等省区，在越南、缅甸等东南亚地区仅有少量的分布。相对集中的分布也反映到了基因水平上，木莲属种间序列变异小，共衍征多。

     皱种组与天女花组都为木兰亚属中的落叶类群，花、果的形态并不相似。皱种组的叶集生于枝顶的习性类似木莲属。matK序列分析结果以74%的自展值支持这3个类群有很近的亲缘关系。RFLP(Qiu,1995)的分析也有相同的结果。

      Dandy(1964)最先以胚珠数不同为由将木莲属（具4枚以上胚珠）和木兰属（具2枚胚珠）分开。但在木兰属的长叶木兰（M. paenetalauma）、山玉兰（M.delavayi）中也存在着多胚珠现象（2-7枚）(龚洵，1999)；两属在木材解剖、花粉形态（外壁雕纹和外壁结构）上也很相似（张哲僧，1974；Praglowski,1974）；李捷（1997）用27个形态特征进行的分支分析结果也表明，木兰属和木莲属是一个单系类群。但两属还存在很多明显的差异：在木兰科中仅木莲属叶脉末端无石细胞，而叶肉、表皮和皮层中有石细胞(Tucker,1977)；该属的正常表皮细胞被表皮毛基所取代，当毛脱落后便在表皮角质层膜上留下一个孔，此种原始结构在木兰科中也仅见于木莲属(Baranova,1972)；木莲属种子内种皮合点区形态全为孔型，且内种皮表面粗糙，有瘤状突起，种脊凹痕宽而深，与木兰属的孔型种类明显不同(张冰，2001)；ndhF序列分析结果也高度支持木莲属为一单系类群，与木兰属无交叉（Kim,2001）；人工杂交实验也证明木莲属与木兰属存在着生殖隔离(龚洵，2001). 可见木莲属与木兰属有一些亲缘关系，但属间界限也很清楚，木莲属的系统地位应被承认。不赞同将木莲属作为木兰属的一个组来处理（Nooteboom,2000）。

       荷花玉兰组与常绿组成为一个单系类群，自展支持率为69%。在Qiu（1995）的结果中，山玉兰和荷花玉兰也显示了较近的亲缘关系。在分布上，荷花玉兰组分布在北美洲，常绿组分布于东南亚和中国的东南和西南部，存在着地理隔离。人工杂交实验也表明两个组没有生殖隔离。

      常绿组的12个种和翅喙组M.pterocarpa、盖裂木属T.gitingensis，在形态上很相似，都分布在亚洲的东南部（Nooteboom,2000），基因水平上它们也是相对一致的单系类群（有4个共衍位点，得到84%的自展值支持）。山玉兰、绢毛木兰、大叶木兰与常绿组的其余几个种的关系略远。在形态上，大叶木兰和盖裂木非常相似，但在基因水平上，大叶木兰和绢毛木兰更近缘，而盖裂木与香港木兰、馨香木兰的关系更近。ndhF序列分析也有与此相同的结果。盖裂木应从盖裂木属分出归入到木兰属常绿组。M.pterocarpa的在形态上跟常绿组相似，只是其蓇葖果的喙更长，形成背面平且多少有些弯曲的革质附属物（Nooteboom,1985）。序列分析显示该种与香港木兰、馨香木兰等常绿组植物关系很近。

     香港木兰（M. champacifolia）、长叶木兰(M.paenetalauma)、馨香木兰(M.odoratissima)均为常绿灌木，叶和花、果的形态非常相似。区分这几个种的一些形态学性状如：叶缘波状与否、叶基的下延与否、花梗的直立与下垂、毛被的多与寡，在植株中存在着连续变化，且易受环境因素的影响。David(1996)将馨香木兰、长叶木兰、香港木兰进行合并。国内专家在对这几个种的认定上也存在着较大的分歧。上思木兰（M.shangsiensis Law et Zhou ined）、香木兰（M.guangnanensis Law et Zhou ined）和勐轮木兰(M.menglunensis Zeng et Law ined)是3个待发表的新种，上思木兰的形态上与长叶木兰相似，但小枝、苞片毛被较少，花较香港木兰大；香木兰的叶较前几个种的大，雌蕊群具较多白色平伏毛；勐轮木兰形态上与香港木兰相似，但小枝、苞片毛被少，叶较小，倒卵状椭圆形，网脉细密。馨香木兰、夜合花为一年3季开花，其余几个种都仅在5-6月份开花。

      香港木兰、勐轮木兰和夜合花3个种的序列是完全相同。其中香港木兰和勐轮木兰的外部形态很相似，但夜合花全体无毛，花梗、果梗下垂，与前两个种显著不同。香木兰、上思木兰和盖裂木的序列相同，但形态上这3个种相差较远：盖裂木的叶最大，长达20-50厘米，香木兰为10-25厘米，上思木兰也最小为10-15厘米。

     另外香港木兰的外种皮棕色光滑，并有黑色的花纹；夜合花的外种皮的质地类似香港木兰，但无花纹；馨香木兰与香木兰的纹饰较相似，但馨香木兰为沟状条纹，香木兰为小园坑状纹饰。可见香港木兰、长叶木兰、香木兰、馨香木兰、上思木兰尽管形态相似，但它们或者是序列上有差异，或在形态上有差异，应是几个成立的种。但勐轮木兰是否成立，还需进一步证据。因此一些具连续性变化的性状，在常绿组中可以作为分类上的鉴定依据。

        Dandy原来将Splendentes组的几个种置于荷花玉兰组中，后Vázquez-Garcia（1994）将这几个种分出来，建立了Splendentes组。形态上，该组植物的雄蕊的顶端延伸成一个长刚毛状的附属物，而荷花玉兰组其它种的雄蕊顶端仅为一个短的尖头；该组的几个种分布于加勒比海地区，而荷花玉兰组的其余种均分布在北美。由matK的分支结果可以看到该组与荷花玉兰组的亲缘关系很远，与皱种组分布于美洲的的M.macrophylla和M.dealbata有较近的关系，高度支持将Splendentes组从荷花玉兰组中分出来。在ndhF序列分支图中，该组与分布在美洲的盖裂木有很近的亲缘关系，该组的系统地位还值得进一步研究。

   matK分支分析与其他序列分析结果相同是，间断分布的皱种组是个趋同演化的多系类群：分布于美洲的种类M.macrophylla和M.dealbata与Splendentes组成为单系，分布于美洲的三瓣木兰以及其余亚洲种与天女花组近缘。杂交实验也表明：三瓣木兰与M.macrophylla杂交后不能结实或杂种无活力，与分布于亚洲的厚朴可产生有活力的杂种(Y.L.Qiu，1995)。在ndhF序列分析中，M.macrophylla和M.dealbata与木兰亚属的其他种类为姊妹类群，但此关系的支持率只有39%，系统位置没有得到很好的解决。在matK的分支结果中这两个种与Splendentes组成为单系的支持率为57%，较好地解决了这两个类群的系统位置。但仍需更多的证据来证实。

         根据花腋生和顶生的不同，刘玉壶（1984）将木兰亚科分为木兰族Tribe Magnolieae Law和含笑族Tribe Michelieae Law。Nooteboom（1985）提出“含笑属的腋生单花是顶生于侧生短枝上，其实质也是顶生”的观点。在matK分支图中，木兰族的玉兰亚属、拟单性木兰属、单性木兰属、华盖木属，长蕊木兰属与含笑族的三个属形成一个单系类群，83%的自展值显示了这些顶花类群和腋花类群具较近的亲缘关系，顶生花和腋生花不足以作为分族依据。Nooteboom（2000）将含笑属作为合并后的木兰属的一个组section Michelia。作者认为，分族处理可以使人更清楚地理解木兰科内各属的进化关系，可以采用，但不应以花的着生位置作为分族的依据，且应将玉兰亚属、长蕊木兰属、拟单性木兰属、单性木兰属、华盖木属几个属归入含笑族中。

     观光木肉质聚合果的核果状构造区别于含笑属其它种，但其木材解剖形态、花粉大小、形状和雕纹又与含笑属相近（Baillon,1866;___ ,1978）。Dandy(1964)和刘玉壶（1984）认为该属成立，Nooteboom(1985)将该属并入含笑属，李捷的分支分析结果也支持合并。matK序列分析结果表明，观光木与金叶含笑有两个共衍位点，得到较高的自展值支持。金叶含笑、云南含笑与观光木有很高的杂交亲和性，杂交结实率高达80%和71%，与云南含笑的反交也有50%的结实率，支持将两个属合并(王亚玲，2002)。

       合果木属的幼叶在芽中直立平展，花药内向开裂，聚合果肉质，跟含笑属的区别较大。但木材解剖结构、花粉的大小、形状、雕纹与含笑属类似（Praglowski,1974;唐耀，1973），茎皮的化学成分也与含笑属几乎相同（李石生，2001），分支结果也表明合果木和黄兰、含笑有较近的亲缘关系。ndhF序列分析和RAPD标记分析也显示这两了属与含笑属有着密不可分的亲缘关系(Kim,2001;Zeng,2000)。支持Nooteboom(1985，2000)将这两个属归入含笑属。

      长蕊木兰属为稀有单种属，其雄蕊群具雄蕊35-40枚，超出雌蕊群之上，雌蕊群具柄，成熟蓇葖果革质。早先被作为含笑属的一个种，Dandy因其不似含笑属的其它种类具有腋生花而将其独立作为一个属。matK序列分析却显示其与含笑属的亲缘关系非常近。其实长蕊木兰的木材导管呈穿孔梯状，射线较高，无油细胞，花粉粒外壁无雕纹，具明显平滑极细微的细孔的覆盖层等特征均与含笑属相似（Praglowski,1974;唐耀，1973）。ndhF序列分析亦支持该属与玉兰亚属、含笑属的亲缘关系很近(Kim,2001)。

      matK序列分支显示了木兰亚属的Maingola组的M.carsonii与含笑属有很近的亲缘关系, 该结果与木兰科的ndhF序列分析相一致。该组分布于热带亚洲，有着与含笑属相同的圆柱状果实。

      matK序列分支结果显示了这三个属有很近的亲缘关系，此种关系得到57%的自展值支持。

      华盖木为刘玉壶1979年发表的一个种，并以其幼叶平展，导管分子的胞壁有螺线加厚与木兰属、木莲属不同，建立华盖木属。Nooteboom(1985)先将其归入木兰属，后Chen和Nooteboom(1993)将其归入木莲属。李捷的分支分析结果又支持其独立成属；ndhF序列分析表明华盖木与厚壁木属及拟单性木兰属具很近的亲缘关系。

       拟单性木兰属原仅2种，Dandy将其归为木兰属，胡先啸、郑万均(1951)将其从木兰属中分出。刘玉壶认为其花从两性到杂性，雌蕊群具柄，托叶不与叶柄连生，幼叶不对折等性状属进化特征，支持拟单性木兰属成立，并将木兰亚属雌蕊柄组Section Gynopodium的光叶拟单性木兰P.nitida、恒春拟单性木兰P.kachirachirai、乐东拟单性木兰归入该属。龚洵根据山玉兰与乐东拟单性木兰的杂交结实率达90%支持Chen（1993年）将拟单性木兰并入木兰属。ndhF序列分析则高度支持其与华盖木属的亲缘关系。matK的序列分析再现了此结果。形态上也支持此种近缘关系：二者均为常绿乔木，全株无毛，托叶与叶柄离生，幼叶在芽中不对折而抱住幼芽，雌蕊群具柄，木材导管具螺纹加厚。

      单性木兰是木兰科中唯一花单性、雌雄异株的属，该属仅两种，分布于广西、柬埔寨和泰国的热带及亚热带地区。其matK序列与拟单性木兰、华盖木有2个共衍位点。在花粉形态上，单性木兰与拟单性木兰属相似，均为椭圆形，具远极单萌发沟，舟形，为小穴纹饰、花粉外壁具三层分化，另外，花粉萌发实验发现拟单性木兰两性花花粉较雄花的花粉短小，不能萌发，为生理上的雌雄异花。单性木兰为小型花粉（最长轴小于45μm）、柱状层分化较明显，拟单性木兰属为大型花粉（最长轴约为85μm），外壁柱状层小柱发育不完善，处于花粉外壁演化的的初级阶段。因此拟单性木兰属为木兰科中两性花向单性花过渡的中间类群（徐凤霞，1998，2002）。ndhF序列分析结果显示单性木兰的两个种与皱种组分布于北美的M.fraseri有较近的亲缘关系，但该关系只得到了39%的自展值支持。相比较起来，matK的序列分析结果更令人信服。

       形态解剖学、分子系统学的研究成果均表明，木兰属为多系起源的趋同演化类群。matK序列分支分析再现了此结果。并在系统的主要分支上和ndhF序列、RFLP、RAPD等分子的分析有着基本一致的结果。有些类群的系统位置在一种基因片段的分析中可能得不到很好的解决，在另一种序列分析中就有可能被较好的解决。因此寻找更多的更有效的DNA片段来进行系统分析，是解决木兰科系统问题的有效手段。另外，比起局限于某一个学者所能占有的有限的种类资源，充分利用GENBANK中的序列资源，使更多的种类参与到系统分析中来，可以使分子系统学研究进行的更有效、更经济。有些形态上类似的种类，在分子上却有较大差异（如大叶木兰和盖裂木），有些种类虽在形态上有明显的差异，matK序列却是相同的（如香港木兰和夜合花），说明基因水平的进化与形态特征的发展不是完全平行的。由于地理隔离所进行的趋同演化事件，在木兰科中有很多。因此在进行木兰科类群处理时，不仅要考虑形态学特征，对来自DNA片段的序列资料和解剖学、遗传学、地理学的证据也要认真考虑，以便对类群的归属问题作出科学的判断。

致谢 中科院华南植物所植物园曾庆文高级工程师为本实验提供部分测序材料，在此深表谢意。

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