斑龙芋属（天南星科）及近缘属植物分类及引种栽培初步的研究

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1、中国科学院昆明植物研究所硕士学位论文斑龙芋属（天南星科）及近缘属植物的分类及引种栽培初步研究姓名：李爱花申请学位级别：硕士专业：植物学指导教师：王仲朗;管开云20040601摘要斑龙芋属及近缘属植物的分类及引种栽培初步研究摘要斑龙芋属(SauromatumSchott）是天南星科的一个较小的属，本属的分类地位、系统位置等方面还存在较大的争议，有人认为斑龙芋属植物应属于一个独立的属，但也有许多学者认为这个属不能独立，与犁头尖属（TyphoniumSchott）、天南星属（ArisaemaSchott）亲缘较近。高黎贡山

2、斑龙芋（S.gaoligongense）的发现，似乎又将该类植物与半夏属（PinelliaTenore）联系起来。针对这个问题，本论文对Areae族下的斑龙芋属、犁头尖属、天南星属、半夏属进行了形态解剖学、细胞学、花粉形态学、分支分类分析等方面的研究。另外，针对高黎贡山斑龙芋的种质资源保护问题，及我所天南星科植物专类园的建设，开展了斑龙芋属及近缘属植物的引种栽培的研究。主要获得的研究成果小结如下：1解剖学观察选取斑龙芋属及近缘属共15个种植物，对其进行了叶表皮光学显微镜及扫描电子显微镜观察比较。结果显示Areae族四

3、属植物叶表皮形态特征较相似，属间不存在明显差异，因而认为叶表皮组成及其形态特征对于Areae族下的属间分类没有意义。叶表皮形态特征表明单籽犁头尖（Typhoniumcalcicolum）、昆明犁头尖（Typhonimkunmingense）两个种较相近。此外，从观察结果来看，Areae族下的四属为天南星科中较进化的类群。对斑龙芋属两种及犁头尖属三种植物进行了新梢组织结构特征分析。其中，高黎贡山斑龙芋、昆明犁头尖、单籽犁头尖、金平犁头尖（T.jinpingense）四个种的新梢组织结构分析为首次观察。斑龙芋属的两个种都

4、属于typeB。昆明犁头尖、单籽犁头尖大多属于typeC，少数兼具typeC和typeB的特征。金平犁头尖属于typeD。新梢组织结构支持将昆明犁头尖与单籽犁头尖两个种合并为一个种。新梢组织结构特征不支持将单籽犁头尖与T.larsenii的合并。从新梢的组织结构看，斑龙芋属与Areae族下的犁头尖属及疆南星属（ArumL.）具有较近的亲缘关系。2花粉形态学研究利用扫描电镜对天南星科Areae族四个属共18种植物的花粉进行研究，其中，8种为首次报道。结果表明：Areae族四属植物的花粉形态较相似。花粉形i斑龙芋属及近缘

5、属植物的分类及引种栽培初步研究态特征支持Areae族为本科较进化类群的观点。花粉粒刺间具颗粒为半夏属植物花粉的显著特征。从花粉形态看，斑龙芋属与犁头尖属较与半夏属的亲缘关系更近。西南犁头尖的花粉粒非常小，我们认为是较进化的种。犁头尖属内种间的花粉形态差异较大，甚至大于属间的差异，或许该属的系统分类需要作较大的变动。3细胞学研究对斑龙芋属及近缘属7个种进行了染色体核型研究，一个进行了染色体计数。其中虎掌（Pinelliapedatisecta）、滴水珠（P.cordata）的核型为首次报道。发现了雪里见（Arisaem

6、arhizomatum）的一个新的染色体数目，该种的核型也为首次报道。岩生南星（A.saxatile）的染色体数目及核型均为首次报道。半夏（P.ternata）的染色体数目为新报道。单籽犁头尖（T.calcicolum）的澜沧居群的染色体核型也为新报道。从染色体基数及倍性上看，作者认为斑龙芋属与犁头尖属及半夏属都较近缘，且该属较染色体基数及倍性多样化的犁头尖属和半夏属原始。核型数据为斑龙芋属植物的系统发育分析提供了数据。对斑龙芋属及三个近缘属共9个种植物进行染色体的CMA-DAPI荧光分带研究。结果显示，CMA带、D

7、API带都不多或是没有，且多数种的CMA带与DAPI带互补。但金平犁头尖的CMA带与DAPI带几乎一致，也许因为荧光的分辨率不能区分开间隔较小的AT碱基对密集区与GC碱基对密集区。荧光带型数据不能说明斑龙芋属与犁头尖属、半夏属哪个属关系更近，但能说明斑龙芋属与天南星属亲缘关系较远。4分支分类分析运用分支分类分析方法对斑龙芋属及其近缘属植物进行了系统发育分析，以四个属的15个种作为15个分支分类单位，选择菖蒲科（Acoraceae）的菖蒲（AcoruscalamusL.）作为外类群，从斑龙芋属植物特征中选取了以繁殖器官

8、特征为主并包括染色体核型在内的14个性状作为建立数据矩阵的基本资料，并以外类群比较和通行的形态演化规律，及核型演化规律为依据对这些性状进行极化，采用改进的最大同步法和最小平行法进行分类运算，按照最简约的原则，运用演化长度较短的最大同步法谱系分支图，作为本文讨论的基础。依据分支分类数据，作者认为斑龙芋属与犁头尖属关系较近。另外，犁头尖属也许为“并