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带唇兰属植物(TainiaBl.)是兰科中一个古热带小属,分布于热带亚洲和太平洋诸岛。长期以来,由于本属与近缘属安兰属(AniaLindl.)、球柄兰属(MischobulbumSchtr.)等属间界定存在争议,系统学地位不明,对本属的范围存在较大分歧,是兰科植物系统学研究的疑难属之一。近年有些学者甚至主张将三属合并为广义带唇兰属(Tainias.l.)。本文通过广泛查阅文献和标本、野外调查,结合形态学、叶表皮形态学、孢粉学、细胞学、分子系统学等研究工作,旨在:1)重新界定带唇兰属与近缘属,2)澄清带唇兰属与近缘属的系统学关系,3)建立中国广义带唇兰属合理的分类系统。主要研究结果包括:
1、通过标本研究、野外观察,对带唇兰属及其近缘属的宏观形态学性状进行了详细的比较分析,评价了各性状的分类学价值,认为假鳞茎的特征、萼囊和距的有无、花粉块的类型(近等型或差异型)为安兰属区别于带唇兰属的重要特征;萼囊的大小、蕊柱足的长短、花粉块类型(有无粘盘)对带唇兰属与球柄兰属的划分具有重要意义;传统上将叶基部形状、有无叶柄的特征作为带唇兰属与球柄兰属的分属依据缺乏可靠性;叶的摺曲型、叶的质地对带唇兰属下亚属的划分具有重要意义;唇瓣特征对带唇兰属下种类的划分具有重要意义。
2、叶表皮形态学和孢粉学研究表明,叶表皮细胞特征、气孔特征、蜡被特征等组合性状及花粉形态、外壁表面纹饰的组合特征对带唇兰属与近缘属间的划分有一定分类学意义,对属下种的鉴定有一定的参考价值。叶表皮微形态学首次显示中国安兰属各种类的叶的上表皮细胞表面均覆盖大量较厚的蜡质层,致使细胞轮廓不清晰;孢粉学研究则表明该属的花粉外壁具特殊的三裂缝式或“Y”形纹饰,两项研究均显示安兰属是一个较自然的类群。
3、对3个带唇兰属分类群、3个安兰属分类群分别进行了细胞学研究,其中5个为首次报道,并结合前人研究资料对染色体基数进行了初步分析。所研究带唇兰属的染色体数目为2n=36(二倍体);2n=72(三倍体);染色体基数x=18;而安兰属的染色体数目2n=40(二倍体);染色体基数x=10。本研究在一定程度上为两属的划分提供了细胞学依据。
4、基于核核糖体基因ITS和叶绿体基因trnL-F及其合并序列对中国带唇兰属及其近缘属植物的系统发育进行了构建。分子系统学的结果强烈支持安兰属为一单系类群,构成内类群的主要分支;强烈支持云叶兰属、球柄兰属均为单系类群,吻兰属和带唇兰属、球柄兰属、云叶兰属聚成的分支构成姊妹群;带唇兰属非单系,其中具对折型肉质叶的类群与云叶兰属具有密切的亲缘关系。
5、综合结果显示,安兰属和球柄兰属能很好地从广义带唇兰属中分离出去独立成属。本研究确立了安兰属和球柄兰属的地位,重新界定了二者与带唇兰属的属间界限;提出带唇兰属的一个新的属下分类系统,建立了一新亚属,即肉叶带唇兰亚属(Tainiasubgen. Carnosifoliae L.Li&F.W.Xing,subgen.nov.);确认中国产带唇兰属植物4种2变种,其中包括1个新变种,提出1个新组合和2个新异名;确认中国产安兰属植物5种l变种,提出1个新组合和1个新异名;重新界定了球柄兰属,确认中国产球柄兰属植物2种,提出1个新异名。