春蓼属(Persicaria)是一个草本开花植物的属,其隶属于蓼科蓼亚科春蓼族(Persicarieae,Polygonoideae,Polygonaceae),全世界范围内有150种左右,主要分布在温带地区。春蓼属部分物种具有重要的生态功能和经济价值。关于春蓼属的分类界限一直存有很大争议,通常持有以下两方面意见:一方面将其作为广义蓼属的一个组即春蓼组;另一方面承认其属级地位。形态和分子数据支持其从广义蓼属中分离出来,成立春蓼属。目前大多数学者支持将春蓼属划分为四个组,分别是春蓼组、金线草组、刺蓼组以及头状蓼组。但春蓼属四个组的组间关系、头状蓼组三个物种(羽叶蓼、头花蓼和尼泊尔蓼)的种间关系以及柳叶刺蓼的系统学位置仍然存在许多争议,需要提供更多的证据。除此之外,前人对于春蓼属的研究主要集中在相关类群的研究中,且涉及春蓼属的物种较少、所用分子标记较为局限,未能对该属的种类进行全面系统的研究。因此,本研究旨在从形态学和分子系统学两方面对中国春蓼属植物进行研究,主要解决春蓼属属下组间亲缘关系、头状蓼组组下种间关系和柳叶刺蓼的系统学位置。本研究的主要内容和结果如下:1.本研究对中国春蓼属32种植物叶下表皮微形态特征进行观察研究,结果表明春蓼属植物表皮细胞的形状、垂周壁式样以及气孔器类型、气孔器长宽比、气孔指数等具有一定的分类学意义,并且在某些种的划分上能够提供一定的分类学证据。通过对气孔器类型进行分析发现其可作为属下分组的重要性状,为解决头状蓼组种间的亲缘关系提供一定的形态依据。此外,柳叶刺蓼表皮细胞的形状、垂周壁式样以及气孔器类型均与春蓼组相似,因此本研究支持将柳叶刺蓼归入到春蓼组。2.通过对中国春蓼属35种植物瘦果宏观和微形态特征进行观察,统计发现春蓼属植物的瘦果宏观形态(形状、颜色等)特征十分相似,不能作为分组的重要性状,但果皮表面纹饰可以为春蓼属的系统划分提供新的依据。金线草组、刺蓼组以及头状蓼组的果皮表面纹饰均与春蓼组较为相似,其中金线草组的果皮表面纹饰与春蓼组的细叶蓼以及香蓼最为相似,由此推测,金线草组与春蓼组的亲缘关系相对最近。果皮微形态特征为春蓼属组间和种间的界定和亲缘关系的探讨提供重要的形态学证据。3.通过对中国30个春蓼属物种进行比较叶绿体基因组分析发现春蓼属的叶绿体基因组相对保守,大小为157,889bp-160,982bp,均由LSC、SSC、IRa和IRb四部分组成,其差异主要在LSC区域。总GC含量平均为38.06%,与其它区域相比反向重复区GC含量最高。叶绿体全基因组均包含113个特异基因,由79个编码基因、30个tRNA和4个rRNA基因组成,并且偏好使用A/T结尾的密码子。春蓼属叶绿体基因组含有丰富的重复序列和SSRs,为春蓼属植物的物种鉴定和系统发育提供有价值的遗传资源。4.通过对中国春蓼属叶绿体基因组全序列比对发现,春蓼属叶绿体基因组整体上高度保守,但仍显示出一定程度的序列分化,IR区的保守性要高于LSC区和SSC区。通过对简约性信息位点百分比的比较,本研究共筛选出17个高突变区,了解和利用这些变异热点可以更深入地对春蓼属植物的分类和系统进化问题进行研究。5.基于七组数据矩阵对中国30个春蓼属物种构建的ML树均支持春蓼属为单系类群,并划分为4个分支,分别是春蓼组、金线草组、刺蓼组以及头状蓼组。其中主要是基于叶绿体全基因组的系统发育树在解决春蓼属的系统发育上最好,主要分支节点的支持率较高。结合叶下表皮以及瘦果微形态研究,四个组的系统发育关系得到了较好的解决,头状蓼组为春蓼属的基部类群,春蓼组与金线草组的亲缘关系最近,春蓼组和金线草组形成的分支又与刺蓼组形成姐妹群。此外,头状蓼组的种间关系以及柳叶刺蓼的系统学位置也得到了较好的解决。与前人的研究相比,利用叶绿体基因组的手段有效的提高了该属内部系统发育关系的解决程度。