斑龍芋屬（天南星科）及近緣屬植物的分類及引種栽培初步研究.pdf

1、斑龍芋屬(Sauromatum Schott ）是天南星科的一個較小的屬，本屬的分類地位、系統(tǒng)位置等方面還存在較大的爭議，有人認為斑龍芋屬植物應(yīng)屬于一個獨立的屬，但也有許多學(xué)者認為這個屬不能獨立，與犁頭尖屬（Typhonium Schott ）、天南星屬（Arisaema Schott ）親緣較近。高黎貢山斑龍芋（S. Gaoligongense ）的發(fā)現(xiàn)，似乎又將該類植物與半夏屬（Pinellia Tenore ）聯(lián)系起來。針對這個問

2、題，本論文對Areae 族下的斑龍芋屬、犁頭尖屬、天南星屬、半夏屬進行了形態(tài)解剖學(xué)、細胞學(xué)、花粉形態(tài)學(xué)、分支分類分析等方面的研究。另外，針對高黎貢山斑龍芋的種質(zhì)資源保護問題，及我所天南星科植物專類園的建設(shè)，開展了斑龍芋屬及近緣屬植物的引種栽培的研究。主要獲得的研究成果小結(jié)如下： 1. 解剖學(xué)觀察 選取斑龍芋屬及近緣屬共15 個種植物，對其進行了葉表皮光學(xué)顯微鏡及掃描電子顯微鏡觀察比較。結(jié)果顯示Areae 族四屬植物葉表皮

3、形態(tài)特征較相似，屬間不存在明顯差異，因而認為葉表皮組成及其形態(tài)特征對于Areae 族下的屬間分類沒有意義。葉表皮形態(tài)特征表明單籽犁頭尖（Typhonium calcicolum ）、昆明犁頭尖（Typhonim kunmingense ）兩個種較相近。此外，從觀察結(jié)果來看，Areae族下的四屬為天南星科中較進化的類群。對斑龍芋屬兩種及犁頭尖屬三種植物進行了新梢組織結(jié)構(gòu)特征分析。其中，高黎貢山斑龍芋、昆明犁頭尖、單籽犁頭尖、金平犁頭尖（T

4、. Jinpingense ）四個種的新梢組織結(jié)構(gòu)分析為首次觀察。斑龍芋屬的兩個種都屬于type B 。昆明犁頭尖、單籽犁頭尖大多屬于type C ，少數(shù)兼具type C 和type B 的特征。金平犁頭尖屬于type D 。新梢組織結(jié)構(gòu)支持將昆明犁頭尖與單籽犁頭尖兩個種合并為一個種。新梢組織結(jié)構(gòu)特征不支持將單籽犁頭尖與T. Larsenii 的合并。從新梢的組織結(jié)構(gòu)看，斑龍芋屬與Areae 族下的犁頭尖屬及疆南星屬（Arum L.）具

5、有較近的親緣關(guān)系。 2 .花粉形態(tài)學(xué)研究 利用掃描電鏡對天南星科Areae 族四個屬共18 種植物的花粉進行研究，其中，8 種為首次報道。結(jié)果表明：Areae 族四屬植物的花粉形態(tài)較相似。花粉形態(tài)特征支持Areae 族為本科較進化類群的觀點。花粉粒刺間具顆粒為半夏屬植物花粉的顯著特征。從花粉形態(tài)看，斑龍芋屬與犁頭尖屬較與半夏屬的親緣關(guān)系更近。西南犁頭尖的花粉粒非常小，我們認為是較進化的種。犁頭尖屬內(nèi)種間的花粉形態(tài)差異較大

6、，甚至大于屬間的差異，或許該屬的系統(tǒng)分類需要作較大的變動。 3 .細胞學(xué)研究 對斑龍芋屬及近緣屬7 個種進行了染色體核型研究，一個進行了染色體計數(shù)。其中虎掌（Pinellia pedatisecta ）、滴水珠（P. Cordata ）的核型為首次報道。發(fā)現(xiàn)了雪里見（Arisaema rhizomatum ）的一個新的染色體數(shù)目，該種的核型也為首次報道。巖生南星（A. Saxatile ）的染色體數(shù)目及核型均為首次報道。

7、半夏（P.Ternata ）的染色體數(shù)目為新報道。單籽犁頭尖（T. Calcicolum ）的瀾滄居群的染色體核型也為新報道。從染色體基數(shù)及倍性上看，作者認為斑龍芋屬與犁頭尖屬及半夏屬都較近緣，且該屬較染色體基數(shù)及倍性多樣化的犁頭尖屬和半夏屬原始。核型數(shù)據(jù)為斑龍芋屬植物的系統(tǒng)發(fā)育分析提供了數(shù)據(jù)。對斑龍芋屬及三個近緣屬共9 個種植物進行染色體的CMA-DAPI 熒光分帶研究。結(jié)果顯示，CMA 帶、DAPI 帶都不多或是沒有，且多數(shù)種的CM

8、A 帶與DAPI 帶互補。但金平犁頭尖的CMA 帶與DAPI 帶幾乎一致，也許因為熒光的分辨率不能區(qū)分開間隔較小的AT 堿基對密集區(qū)與GC 堿基對密集區(qū)。熒光帶型數(shù)據(jù)不能說明斑龍芋屬與犁頭尖屬、半夏屬哪個屬關(guān)系更近，但能說明斑龍芋屬與天南星屬親緣關(guān)系較遠。 4 .分支分類分析 運用分支分類分析方法對斑龍芋屬及其近緣屬植物進行了系統(tǒng)發(fā)育分析，以四個屬的15 個種作為15 個分支分類單位，選擇菖蒲科（Acoraceae ）的

9、菖蒲（Acorus calamus L.）作為外類群，從斑龍芋屬植物特征中選取了以繁殖器官特征為主并包括染色體核型在內(nèi)的14 個性狀作為建立數(shù)據(jù)矩陣的基本資料，并以外類群比較和通行的形態(tài)演化規(guī)律，及核型演化規(guī)律為依據(jù)對這些性狀進行極化，采用改進的最大同步法和最小平行法進行分類運算，按照最簡約的原則，運用演化長度較短的最大同步法譜系分支圖，作為本文討論的基礎(chǔ)。依據(jù)分支分類數(shù)據(jù)，作者認為斑龍芋屬與犁頭尖屬關(guān)系較近。另外，犁頭尖屬也許為“并非

10、同一來源的幾個小類群的組合”，其整個屬的完整性值得質(zhì)疑。 5 .引種、栽培方面 查閱了昆明植物所標本館、西雙版納植物園標本館及北京植物研究所標本館的斑龍芋屬植物的標本，檢索、查詢并讀閱了大量的相關(guān)文獻，對本屬植物的分布、分類、形態(tài)特征、分類學(xué)地位等有了較好的認識。在查閱標本過程中，發(fā)現(xiàn)了中國特有種高黎貢山斑龍芋的一個新的分布區(qū)，云南省貢山縣，并訂正了《獨龍江植物》，《高黎貢山植物》中對該種地理分布的描述。并在野外調(diào)查中，

11、發(fā)現(xiàn)了單籽犁頭尖新分布區(qū)：滇南的思茅、滇西的高黎貢山。在云南省西雙版納勐臘縣發(fā)現(xiàn)了金平犁頭尖的一個居群，而且還進一步證明了該種是一個二倍體種，證實了該種是天南星科最低染色體基數(shù)的報道這一重要發(fā)現(xiàn)。從野外引種了斑龍芋屬及近緣屬植物10 個種。對引種的Areae 族下的四屬17 個種植物（包括植物園原已引種的7 個種）的物候進行了觀察，并與野外的物候進行比較，觀察其生境及生長狀況，結(jié)合其地理分布、分布區(qū)的水熱條件，分析其較佳的生長條件，制定