东北地区野生鸢尾属植物的分类与评价研究

发布时间：2018-03-28 09:14

本文选题：鸢尾　切入点：资源调查　出处：《沈阳农业大学》2016年博士论文

【摘要】：中国是世界鸢尾属植物的主要分布区,约有65个种,占全球鸢尾属植物种类的1/5,据文献记载东北地区分布的野生鸢尾属植物有19种、2变种、2变型,约占我国鸢尾属植物种类的1/3,是我国鸢尾属植物的重要分布区。这些资源是培育耐寒、耐旱鸢尾品种的重要种质资源。本研究对东北地区的野生鸢尾资源进行了较为全面、系统的调查,初步明确了多数种类的地理分布、分布生境、种群数量、生长状态及伴生植物,在此基础上开展了资源的收集与鉴定、系统分类、染色体数目及核型、综合评价四个方面的研究,具体研究方法与结果如下：在东北地区共设立55个调查点,在分布野生鸢尾种类最多的辽宁省设立28个调查点,并以该省的气候分异为基础,以地貌为标志进行野生鸢尾资源分布规律的分析；在吉林、黑龙江、内蒙古自治区东部设立27个调查点,在每个调查点选择没有人为干扰的植物群落,调查和记录该点分布的野生鸢尾种类、种群数量、生境条件及主要伴生植物。收集野生鸢尾资源共132份,其中在辽宁地区收集资源53份,在吉林、黑龙江、内蒙古自治区共收集资源79份。对照前人文献及保存于中国科学院沈阳应用生态所的鸢尾属植物蜡叶标本进行种类鉴定,经鉴定132份材料分属于17个种、3个变种、4个变型及5份待定材料,其中野鸢尾(I. dichotoma)、白花马蔺(I. lactea)、粗根鸢尾(I. tigridia)、细叶鸢尾(I. tenuifolia)、囊花鸢尾(I.ventricosa)、矮鸢尾(I. kobayashii)、长尾鸢尾(I. rossii)、小黄花鸢尾(I.minutoaurea)、山鸢尾(I. setosa)、玉蝉花(I. ensata)、燕子花(I. laevigata)种间的形态特征差异较大,较容易被鉴定,而溪荪(I. sangguinea)与北陵鸢尾(I.typhifolia),紫苞鸢尾(I. ruthenica)与单花鸢尾(I. uniflora),长白鸢尾(I.mandshurica)与中亚鸢尾(I. bloudowii)两两之间在形态上近似,是种类鉴定的难点,只有将二者同时种植在一处观察对比,才能在视觉上对种间差异产生直接认识；3个变种分别为马蔺(I. lactea var. chinensis)、窄叶单花鸢尾(I. uniflora var. caricina)、大粗根鸢尾(I. tigridia var. fortis);4个变型分别为粗根鸢尾种下叶片极为狭窄的类型,野鸢尾白花变异类型,燕子花白花变异类型,溪荪白花变异类型。基于叶绿体ndhF序列,利用最大简约法(Maximum parsimony, MP)和贝叶斯推断(Bayesian inference, BI),以鸢尾属外Dietes robinsoniana和Moraea pritzeliana为外类群构建东北地区鸢尾属植物17个种、3个变种、1个变型、2个待定材料,共计32份试材的系统发育树。两种分析方法均显示本研究涉及的东北地区鸢尾属植物分类群构成了一个单系类群,该类群被分成三大类,即野鸢尾亚属、须毛状附属物亚属和无附属物亚属,该结果与赵毓棠(1985)确立的分类系统完全吻合；两种分析方法除对无附属物亚属无附属物组物种的聚类结构稍有不同外,二者得到的系统发育树聚类结果基本一致,但BI树的支持率高于MP树；在形态上近似的种类都两两聚在一起,表明亲缘关系很近,种与变种均首先以较高的支持率聚在一支,同一种下来源于不同居群的试材均先聚为一支,没有出现跨种聚类的现象。参考分子系统学研究结果,结合形态学特征并对照前人文献,将2个待定材料初步确定为北陵鸢尾种下的旱生类型和朝鲜鸢尾(Ikoreana Nakai)。以东北地区鸢尾属植物15个种、3个变种、1个变型,1个待定材料的根尖为试材,通过染色体常规压片,对各种类染色体数目及核型进行研究,其中囊花鸢尾、矮鸢尾、长尾鸢尾、小黄花鸢尾、北陵鸢尾的染色体数目和核型为首次报道。其余种类中多数与前人报道的染色体数目相同,但核型略有不同,少数种类的染色体数目与前人报道不同。本研究中,在形态上近似的紫苞鸢尾、单花鸢尾和窄叶单花鸢尾染色体数目相同,均为2n=42；溪荪与北陵鸢尾染色体数目相同,均为2n=28；粗根鸢尾与大粗根鸢尾染色体数目相同均为2n=18,而粗根鸢尾窄叶变型(采集于吉林松原前郭尔罗斯蒙古族自治县)的染色体数目为2n=20,该类型与陆静梅(1993)报道的采集于内蒙古自治区哲里木盟的粗根鸢尾染色体数目一致。综合上述形态学、分子系统学和细胞学上的研究结果,结合资源调查数据,提出保留紫苞鸢尾、单花鸢尾和窄叶单花鸢尾的系统分类地位,给予北陵鸢尾旱生类型变种的分类地位的建议。并通过多方面证据表明在东北地区野生鸢尾属植物中矮鸢尾与囊花鸢尾的亲缘关系最近。依据东北地区的野生鸢尾属植物(17个种、2变种、1个变型)形态和生长习性的不同将其分为两大类：一类是春花矮株类,另一类是夏花高株类,运用层次分析法(AHP)对两类鸢尾属植物分别进行观赏价值综合评价,结果显示：春花矮株类鸢尾综合评价得分由高到低依次为粗根鸢尾、窄叶单花鸢尾、单花鸢尾、紫苞鸢尾、长白鸢尾、中亚鸢尾、矮鸢尾、细叶鸢尾、小黄花鸢尾、长尾鸢尾；夏花高株类鸢尾综合评价得分由高到低依次为玉蝉花、北陵鸢尾、北陵鸢尾旱生类型、囊花鸢尾、燕子花、野鸢尾、溪荪、马蔺、山鸢尾。鉴于粗根鸢尾、窄叶单花鸢尾、玉蝉花自然分布广泛,种群数量较大,且观赏性状好,繁殖效率高,推荐可将三者直接应用于城市园林中；鉴于北陵鸢尾观赏性状好,但资源分布及种群数量少,建议对其开展繁殖和育种研究,进而培育出观赏价值更高且为人工繁育的北陵鸢尾品种群。
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【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S682.19

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