国产菱形果薹草组（莎草科）的分类研究

论文摘要

莎草科Cyperaceae薹草属Carex是被子植物的一个大属,全世界约2000种,中国约500种,广布于全国各地。由于分布广泛,种类繁多,名称混乱、模式标本分散,在分类鉴定上有很大难度,特别在种的划分、属下等级和地理分布上存在较大问题和严重分歧。目前,不分类学者对薹草属的菱形果薹草组Carex sect. Rhomboidales的划分观点不一,在组的界定和种的归属上存在争议。本研究在广泛文献查阅、野外采集、标本鉴定的基础上,以居群概念为指导,结合叶表皮形态、叶解剖结构和瘦果微形态特征,对本组进行全面修订,并探讨其系统学和分类学意义。主要研究结果如下：1、叶表皮形态及其系统学和分类学意义观察了53个样品（国产菱形果薹草组39种、2亚种、1变种）的叶表皮形态,本组的叶表皮细胞大多为长方形,垂周壁式样大多为深波状,气孔器基本分布在下表皮,上下表皮有时具硅质乳突,表皮附属物分为刺突和刺毛两种。同种不同产地的样品间叶表皮形态无明显差异,在种内表现出稳定性。根据形态特征和叶表皮观察结果显示长嘴薹草C. longerostrata和假长嘴薹草Cpseudolongerostrata应归入Sect. Rhomboidales s. str.,而和平菱果薹草cmacrandrolepis和锐果薹草C. tatsutakensis与Sect. Rhomboidales的成员不同,中华薹草C. chinensis及其变种龙奇薹草C. chinensis var. longkiensis、秦岭薹草Cdiplodon与Sect. Rhomboidales的成员也明显不同,应为其他组的成员。叶表皮性状在本组近缘种之间存在显著区别,可以作为区分种或种下类群的依据。2、叶解剖结构及其系统学和分类学意义观察了53个样品（国产菱形果薹草组39种、2亚种、1变种）的叶解剖结构,结果显示叶的横切外观大体为“V”形、浅“V”形及平“V”形,具气腔,中脉上方具泡状细胞,中脉维管束周围出现不同程度的厚壁组织,上表皮细胞大小一般较下表皮细胞大,表皮附属物分为疣状突起和表皮毛两种,表皮下的叶肉细胞出现不同程度分化。对不同居群的样品进行叶片解剖学特征比较,发现在横切外形、表皮附属物、泡状细胞层数、中脉维管束鞘细胞层数、厚壁组织发达程度上均表现出种内的稳定性。叶解剖特征也支持将长嘴薹草和假长嘴薹草置于Sect. Rhomboidales.叶片解剖特征在相近种之间有明显区别,可以区分形态上相似的种。3、瘦果微形态及其系统学和分类学意义对44个样品（国产菱形果薹草组33种、2亚种、1变种）的瘦果形态进行了扫描电镜观察,结果显示瘦果形状大多为卵状或倒卵状,具直或弯的喙,均具柄,棱上缢缩或不缢缩,棱面凹；果实表面细胞一般为不规则的4-7边形,有较明显的垂周壁,其类型可分为直、浅波、波和深波；多数种类具1个中心体,硅质台凹、平或凸。对同种不同产地的居群进行瘦果微形态特征比较,发现瘦果的外观和果皮表面纹饰在种内均表现出稳定性。瘦果表面形态也证明了和平菱果薹草和锐果薹草与Sect. Rhomboidales s. str.的其他种明显不同。瘦果表面微形态在本组近缘种之间存在差异,可以作为区分种或种下类群的依据。4、分类修订对相关类群进行叶表皮形态、叶片解剖结构及瘦果形态研究,并查阅了国内大量的标本（尤其是模式标本）,综合所有结果,对菱形果薹草组进行了全面的修订。承认了本组共34个种,包括发现的新种黔南薹草C. chorda、尖齿薹草C. canina和溪边薹草C. rivulorum,新组合变种富宁薹草C. brevicuspis var. funingensis和高氏薹草C. canina var. kaoi及新组合亚种C. harlandii subsp. hoozaensis,将C. takasagoana和陇栖山薹草C. longqishanensis归并为弯柄薹草C. manca,基花薹草C. basiflora作为太白山薹草C. taipaishanica的异名处理等。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• Abstract
• 1. 文献综述
• 1.1 莎草科的概况
• 1.2 莎草科的系统学和分类学研究进展
• 1.3 莎草科的解剖学研究进展
• 1.4 莎草科的细胞学研究进展
• 1.5 莎草科的分子学研究进展
• 1.6 菱形果薹草组的研究进展
• 2. 菱形果薹草组叶表皮形态研究
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.2 方法
• 2.1.3 观察和数据处理
• 2.2 实验结果
• 2.2.1 表皮细胞
• 2.2.1.1 细胞形状
• 2.2.1.2 细胞大小
• 2.2.2 垂周壁式样
• 2.2.3 气孔器
• 2.2.4 硅质乳突
• 2.2.5 表皮附属物
• 2.3 讨论
• 2.3.1 叶表皮的一般特征及在种内的稳定性
• 2.3.2 叶表皮特征的系统学意义
• 2.3.3 叶表皮特征的分类学意义
• 3. 菱形果薹草组叶的解剖结构研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 方法
• 3.1.3 观察和数据处理
• 3.2 实验结果
• 3.2.1 表皮特征
• 3.2.1.1 表皮细胞大小
• 3.2.1.2 表皮附属性状
• 3.2.2 叶肉细胞
• 3.2.3 气腔
• 3.2.4 泡状细胞
• 3.2.5 中脉维管束
• 3.3 讨论
• 3.3.1 叶片的解剖结构特征的种内稳定性
• 3.3.2 叶片的解剖结构特征的系统学意义
• 3.3.3 叶片的解剖结构特征的分类学意义
• 4. 菱形果薹草组瘦果微形态研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 方法
• 4.2 结果
• 4.2.1 瘦果外观
• 4.2.1.1 瘦果形状和大小
• 4.2.1.2 喙的形态和长度
• 4.2.1.3 柄的形态
• 4.2.1.4 棱及棱面的形态
• 4.2.2 表面纹饰
• 4.2.2.1 细胞形状
• 4.2.2.2 垂周壁
• 4.2.2.3 中心体
• 4.2.2.4 硅质台（表4.2,图版Ⅲ）
• 4.3 讨论
• 4.3.1 瘦果微形态特征的种内稳定性
• 4.3.2 瘦果微形态特征的系统学意义
• 4.3.3 瘦果微形态特征的分类学意义
• 5. 分类修订
• 6. 总结与展望
• 参考文献