毛茛科17属植物表观结构植纹鉴定及其系统演化研究

发布时间：2017-03-25 17:12

  本文关键词：毛茛科17属植物表观结构植纹鉴定及其系统演化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：通过对长白山及吉林周边地区的47科90属192种植物成熟叶片的植纹特征进行实验,将这些植物的植纹图片进行归纳、整理及分类,发现植纹气孔保卫细胞和副卫细胞形成的气孔复体类型以及气孔保卫细胞与周围的表皮细胞形成镶嵌类型众多,差异明显。概况出植纹代表性结构21种主要类型,即:(1)无规则型。(2)副卫细胞数目不定交叉型。(3)气孔副卫细胞3细胞不等型(大小不等型)。(4)气孔2副卫细胞平列型。(5)气孔2副卫细胞平列不等型(环绕镶嵌)。(6)气孔3~4副卫细胞围绕型。(7)气孔副卫细胞横列型。(8)气孔副卫细胞十字交叉型。(9)气孔副卫细胞辐射型。(10)气孔副卫细胞多角型。(11)气孔副卫细胞双耳十字交叉型。(12)气孔明显参差不等型。(13)气孔的副卫细胞环抱型,具有多个指状突起。(14)气孔的副卫细胞与表皮细胞呈“工”字排列型。(15)气孔的副卫细胞与保卫细胞呈“一”字排列型。(16)表皮细胞砖墙型。(17)气孔保卫细胞与表皮细胞十字交叉,短细胞无规则分布型。(18)气孔副卫细胞横列象耳型。(19)表皮细胞长径极度短缩,保卫细胞长柱型,副卫细胞三角型。(20)单子叶植物植纹气孔保卫细胞非哑铃型,表皮细胞均为长细胞。(21)单子叶植物植纹的气孔保卫细胞哑铃型,副卫细胞三角型,表皮细胞砖墙型,有长、短细胞之分。结果表明:通过对叶的植纹类型、垂周壁类型以及表皮毛等特征,可对叶片进行有效鉴别。同时发现表皮细胞垂周壁J、K、L三种新型,其中毛茛科植物白头翁为K型,念珠状垂周壁。利用植物研究构特征和量化后分类的方法,与经典植物分类学结合,将毛茛科49种植物的植纹类型、表皮细胞垂周壁类型、保卫细胞等级等性状与数值分类的特征参数相结合研究,发现种间具有较多相似的特征,说明属内植物自然的分类群,同时也证实叶表皮形态特征及气孔器类型可作为区分属间或部分植物种间的重要特征,也为植物经典分类学的完善提供一定的依据和参考。运用统计学原理分析,选取毛茛科17属的代表植物(深山毛茛Ranunculus franchetii de Boiss.,白头翁Pulsatilla chinensis(Bunge)Regel,蔓乌头Aconitum volubile Pall.ex Koeue,多被银莲花Anemone raddeana Regel,侧金盏花Adonis amurensis Regel et Radde,圆叶碱毛茛Halerpestes cymbalaria(Pursh)Green,散花唐松草Thalictrum sparsiflorum Turcz.ex Fisch.et Mey.,驴蹄草Caltha palustris L.,菟葵Eranthis stellata Maxim.,升麻Cimicifuga foetida L.等)为研究对象,测量保卫细胞长度、宽度等六组植纹特征参数进行统计分析。结果表明,从植物的植纹特征、植物叶表皮细胞的垂周壁形态类型、各个植纹特征的平均值以及各个植纹特征间特有的相关性和最优的线性回归方程等方面,可以有效鉴别属间植物或部分属内植物,具备一定的准确性和可行性。对毛茛科植物茎、叶、叶柄进行解剖学研究,结果表明:白头翁等12种植物具有双子叶植物少有的平行脉序,菟葵的叶肉中没有栅栏和海绵组织分化,维管束内无束中形成层,结构似单子叶植物叶肉组织。银莲花属具散生维管束,茴茴蒜等维管束两轮排列,“V”字型与玉米茎初生结构维管束极相似,毛茛科植物中出现拟散生维管束、无束中形成层以及“水稻”式圆环状茎结构是介于双子叶植物与单子叶植物之间的演化过渡类型,本文支持Tamura等人提出关于单子叶植物起源的观点,认为其祖先为是毛茛目。以驴蹄草为例探讨毛茛科向单子叶植物的演化结构,驴蹄草为须根系,其初生显微结构与单子叶植物水稻的老根结构非常相似,根的皮层中有大量的溶生型通气组织,似车轮的辐条;驴蹄草叶柄内散生维管束,维管束的木质部导管呈不典型的“V”字型,无束中形成层等,都演化出似单子叶植物较进化结构,但其叶仍保持双子叶植物的异面叶特点,有栅栏组织与海绵组织的分化,无平行脉分布,这一研究结果,既证明植物体各部分形态结构演化进程并不完全一致,又从侧面支持单子叶植物是由双子叶植物演化而来这一观点。作者认为上述毛茛科植物出现的一系列进化结构,为双子叶植物向单子叶植物演化过程中的过渡类型,本文为验证毛茛科植物在系统演化中的进化地位,提供了第一手外部形态和内部解剖结构的微观证据,并有力阐明了单子叶植物的起源问题。
【关键词】：毛茛科 植纹 平行脉 散生维管束 演化结构
【学位授予单位】：东北师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：Q949
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 引言11-21
• 1. 植纹概念及其稳定性11
• 2. 气孔器及其在植物分类中的作用11-13
• 3.表皮特征在古植物学和系统学中的应用13-15
• 4. 叶表皮制作方法概况15-16
• 5.实验材料主要采集地自然概况16-17
• 6.毛茛科植物研究概况17-19
• 6.1 毛茛科植物的解剖结构研究进展17-18
• 6.2 毛茛科植物的化学成分及药理研究18-19
• 6.3 关于毛茛科植物的其他研究19
• 7. 立体依据和研究思路19-21
• 第一章 植纹形态特征和类型划分21-34
• 1. 实验材料及取材要求21
• 2. 植纹制作方法21
• 3. 实验结果21-30
• 3.1 表皮细胞植纹类型21-26
• 3.2 表皮细胞垂周壁镶嵌类型26-30
• 4. 分析与讨论30-34
• 4.1 表皮细胞植纹类型30-33
• 4.2 表皮细胞垂周壁类型33-34
• 第二章 毛茛科植物植纹形态特征研究及其数据分析34-68
• 1.实验材料34
• 2.植纹制作方法34-35
• 2.1 光学显微镜下植纹制样法34
• 2.2 电子显微镜下植纹制样法34-35
• 3.实验结果35-40
• 3.1 毛茛科49种植物的表皮形态特征及垂周壁类型35
• 3.2 毛茛科39种植物表皮数据测量35-40
• 4. 分析与讨论40-58
• 4.1 毛茛科49种植物植纹表皮形态特征分析40-41
• 4.2 毛茛科39种代表植物植纹表皮形态特征数据分析41-58
• 5.毛茛科49种代表植物植纹图版58-68
• 第三章 毛茛科植物叶解剖学研究68-84
• 1. 实验材料68
• 2. 实验方法68-70
• 2.1 取材68
• 2.2 固定68
• 2.3 脱水68-69
• 2.4 透明69
• 2.5 浸蜡69
• 2.6 包埋69
• 2.7 切片69
• 2.8 展片69
• 2.9 脱蜡和染色69
• 2.10封片及观察69-70
• 3. 实验结果70-75
• 3.1 白头翁叶解剖结构特征70
• 3.2 朝鲜白头翁叶解剖结构特征70
• 3.3 白山毛茛叶解剖结构特征70
• 3.4 菟葵叶解剖结构特征70-71
• 3.5 长白金莲花叶解剖结构特征71
• 3.6 裂叶碱毛茛叶解剖结构特征71
• 3.7 长白耧斗菜叶解剖结构特征71-72
• 3.8 东北扁果草叶解剖结构特征72
• 3.9 深山毛茛叶解剖结构特征72
• 3.10 茴茴蒜叶解剖结构特征72-73
• 3.11 其他毛茛科植物叶解剖结构特征73
• 3.12 毛茛科11种平行叶脉的植物解剖结构数据测量结果73-75
• 4.分析与讨论75-78
• 5.毛茛科22种代表植物叶解剖结构图版78-84
• 第四章 毛茛科植物茎的解剖结构研究84-100
• 1. 实验材料84
• 2. 实验方法84
• 3. 实验结果84-89
• 3.1 白头翁茎的解剖结构特征84-85
• 3.2 朝鲜白头翁茎的解剖结构特征85
• 3.3 高山乌头茎的解剖结构特征85
• 3.4 白山毛茛茎的解剖结构特征85
• 3.5 茴茴蒜茎的解剖结构特征85-86
• 3.6 石龙芮茎的解剖结构特征86
• 3.7 侧金盏花茎的解剖结构特征86
• 3.8 辽吉侧金盏花茎的解剖结构特征86
• 3.9 多被银莲花茎的解剖结构特征86-87
• 3.10反萼银莲花茎的解剖结构特征87
• 3.11黑水银莲花茎的解剖结构特征87
• 3.12裂叶碱毛茛茎的解剖结构特征87-88
• 3.13菟葵茎的解剖结构特征88
• 3.14东北扁果草茎的解剖结构特征88
• 3.15拟扁果草茎的解剖结构特征88
• 3.16展枝唐松草茎的解剖结构特征88
• 3.17铁线莲属植物茎的解剖结构特征88-89
• 4. 分析与讨论89-92
• 5. 毛茛科20种代表植物茎解剖结构图版92-100
• 第五章 毛茛科植物叶柄的解剖结构研究100-106
• 1. 实验材料100
• 2. 实验方法100
• 3. 实验结果100-101
• 3.1 毛茛科15属植物叶柄形状类型100
• 3.2 毛茛科15属植物叶柄的维管束类型100-101
• 4.分析与讨论101-103
• 5.毛茛科26种代表植物叶柄解剖结构图版103-106
• 第六章 毛茛科植物驴蹄草向单子叶植物演化的结构初探106-111
• 1.驴蹄草外部形态特征106
• 2.驴蹄草根解剖结构特征106
• 3.驴蹄草茎解剖结构特征106-107
• 4.驴蹄草叶解剖结构特征107
• 5.驴蹄草叶柄解剖结构特征107
• 6.分析与讨论107-109
• 7.驴蹄草的根、茎、叶及叶柄解剖结构图版109-111
• 结论111-113
• 参考文献113-119
• 致谢119-120
• 在学期间公开发表论文及著作情况12

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本文编号：267521