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摘要多倍化指染色体组倍增、形成多倍体的现象，又称为全基因组加倍。多倍化是物种形成的一种重要方式，也是植物物种多样化和进化的重要机制之一。关于多倍体的起源和进化，在被子植物中研究较多，而在裸子植物中研究较少。麻黄属是裸子植物中物种多倍化频繁最高的属，全属约83％的物种为多倍体或具有多倍体的细胞型。麻黄属多倍体物种的起源研究对于理解该属植物的进化及裸子植物的多倍化模式具有重要意义。<br>　　本研究以分布于美洲的麻黄属10个二倍体物种和13个多倍体物种为研究对象，选择5个单/低拷贝直系同源核基因(OG7926、OG8252、OG9736、OG10137和LFY)和4个母系遗传的叶绿体基因片段(trnT-trnF、trnS-trnfM、rbcL和rpL16)，进行序列分析，重建物种间的进化关系，探讨美洲麻黄属多倍体物种的起源。此外，利用主成分(PCA)和方差分析(ANOVA)方法，研究了美洲麻黄属多倍体物种及其可能二倍体祖先物种间的生态位差异。主要研究结果如下:<br>　　1)通过对5个核基因的克隆和序列测定，发现在各二倍体样本中每个核基因存在1-2个等位基因，在各多倍体样本中每个核基因存在2-4个等位基因。但是，在多倍体物种E.aspera和E.boelkei中，仅获得1-2个等位基因。<br>　　2)结合5个核基因的单基因树及叶绿体基因树的拓扑结构，发现分布于北美的多倍体物种E.fasiculata和E.cutleri的部分等位基因与北美唯一的二倍体物种E.viridis聚为一支，其余等位基因所在的分支没有二倍体物种。据此推测，E.fasiculata和E.cutleri均为异源多倍体，其母本可能为E.viridis，其父本可能未被取样或已灭绝。E.aspera的所有等位基因均与E.viridis聚为一支，推断E.aspera为同源多倍体，其亲本为E.viridis。在南美的多倍体物种E.frustillata中，每个核基因有2-3个等位基因，且位于不同的支系，分别与E.ochreata、E.triandra、E.gracilis和E.tweediana聚为一支，推断E.frustillata为异源多倍体，母本可能为E.ochreata，但其父本难以确定。在墨西哥分布的多倍体物种E.antisyphylitica和E.pedunculata中，部分等位基因与二倍体物种E.compacta聚为一支，其余等位基因所在的分支没有二倍体物种的等位基因，推断E.antisyphylitica和E.pedunculata也为异源多倍体。<br>　　3)对10个气候因子的PCA和ANOVA分析结果显示，麻黄属美洲多倍体物种与其可能的亲本在1-7个气候因子上存在差异，表明这些多倍体物种与其可能的亲本占据着不同的生态位。但是，多倍体物种与其可能的亲本之一在降水因子上不存在显著差异。据此推测，麻黄属美洲多倍体物种的形成可能与新近纪早期北美西南部的造山运动和随后干旱生境的扩张以及新生代南美安第斯山脉抬升产生的新的生态位相关。<br>　　本研究结果表明，约84％的美洲麻黄属多倍体物种是异源多倍体，异源多倍化是麻黄属多倍化物种形成的主要模式。美洲大陆历史上的地质活动及随之发生的环境变化是麻黄属多倍体物种形成的重要驱动因子。