中國變豆菜屬（傘形科）植物系統(tǒng)分類學研究

發(fā)布時間：2020-09-27 12:17

　　變豆菜屬(Sanicula L.)在恩格勒系統(tǒng)(Engler System)、哈欽松系統(tǒng)(Hutchinson System)、克朗奎斯特系統(tǒng)(Cronquist System)和被子植物發(fā)育系統(tǒng)(Angiosperm Phylogeny Group,APG)中均作為一個自然的類群,隸屬于傘形科(Apiaceae/Umbelliferae)變豆菜亞科(Saniculoideae Drude)。全球約40余種,分布在中國的大約17種,主要分布在中國的西南地區(qū)。中國變豆菜屬種間易混淆,造成鑒定困難。本研究通過對該屬植物形態(tài)學(果實微形態(tài)、花粉形態(tài))和分子系統(tǒng)學(ITS片段和葉綠體全基因組)的研究,進一步去探討中國變豆菜屬的系統(tǒng)分類等問題�；谧兌共藢僦参锓植继卣�,本研究重點對該屬分布中心(美國及中國)的標本館進行走訪、查詢和借閱。共整理變豆菜屬標本7000余份,成功建立種類齊全及覆蓋全球范圍的變豆菜屬數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)資源共享(http://site.nsii.org.cn/api/site.ashx?id=HQUa=appapp=Checklistcheckli stid=HQU_Checklist3),為下一步研究奠定了基礎。對變豆菜屬15種植物的花粉形態(tài)觀察發(fā)現(xiàn),大多數(shù)花粉類型均為三裂長球形,赤道觀為矩形,近矩形或赤道收縮形,極面觀為三裂圓形、鈍三角形、三角形;極軸(Polar axis)長28.51~54.29μm,赤道軸(Equatorial axis)長15.22~28.98μm,P/E值為1.87;具溝孔溝;外壁紋飾在掃描電鏡下觀察為粗條—網(wǎng)狀;通過對該屬植物花粉類型,萌發(fā)孔的特征及外壁紋飾的分析,發(fā)現(xiàn)變豆菜屬植物花粉類型在傘形科演化中屬于較為進化的類型。本研究對15種變豆菜屬植物的果實微形態(tài)進行了研究觀察,發(fā)現(xiàn)變豆菜屬果實大小一般為1.5~3.2 mm×1.5~2.8 mm,不同的種類間也存在明顯差異,如S.gregaria Bicknell(1.5×1.5 mm)與S.marilandica L.(3.2×2.8 mm);大部分變豆菜屬植物果實表面均存在皮刺結構,但皮刺之間微形態(tài)(蠟質(zhì)紋飾、紋飾密度和紋飾平直度)略有不同卻無法完全區(qū)分;而果棱及果柄之間表面突起(突起類型、突起度和細胞形狀),蠟質(zhì)紋飾(紋飾類型、紋飾密度、紋飾之間相對長度和紋飾平直度)各有不同。研究表明果實微形態(tài)特征對于變豆菜屬的分類學研究具有一定的意義。根據(jù)12種變豆菜屬植物和其近緣屬的ITS基因序列,以Kozlovia屬為外類群,采用最大簡約法(MP)重建了變豆菜屬的系統(tǒng)發(fā)育,結果支持變豆菜屬是單系群(BS=100%),變豆菜屬與刺芹屬關系密切(BS=82%)。并且S.rubriflora與Hacquetia epipactis的支持率達80%,支持將H.epipactis組合為Sanicula epipactis(Scop.)E.H.Krause,歸入變豆菜屬中。本文首次報道兩種常見易混淆種類(變豆菜S.chinensis和直刺變豆菜S.orthacantha)的葉綠體基因組全基因組序列,發(fā)現(xiàn)其葉綠體基因組長度分別是154,650 bp和157,163 bp,均具有典型的四分結構:大單拷貝區(qū)和小單拷貝區(qū)被一對反向重復區(qū)分開;基因的順序及內(nèi)容與已發(fā)表的傘形科植物葉綠體基因組相似。兩種變豆菜屬植物葉綠體基于組中,差異程度較大的區(qū)域有matK,rps15,ycf 2,rps 13,ndh A,pet B,pet N,psb L,trnS-trnG等,需要進一步驗證其是否適合作為變豆菜屬的系統(tǒng)發(fā)育研究的分子標記�；谌~綠體全基因組序列采用最大似然法(ML)建樹發(fā)現(xiàn),芹亞科植物與變豆菜屬植物關系密切(支持率為100%),與天胡荽亞科分支構成姐妹關系(支持率為100%)。
【學位單位】：華僑大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：Q949
【部分圖文】：