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含笑属(Michelia Linn.)植物分布于亚洲热带及亚热带,是木兰科的第二大属。本文采用形态学、叶结构特征、孢粉学、细胞学、分子系统学、地理分布等多学科的手段和方法对本属植物进行了较为系统地研究,探讨了该属与近缘属以及属内分类群间的系统关系,并对国产含笑属种类进行分类修订。
1.为了探讨含笑亚族植物属间关系以及含笑属属下等级的划分和一些种的分类学地位,利用放大镜和体视镜对国产含笑亚族植物3属共28个分类群的叶结构特征进行了观察与研究。用UPGMA对所研究28个分类群、木兰属两亚属各2种和中国鹅掌楸的叶结构特征和形态学特征共46个性状进行聚类分析。分析结果表明:(1)合果木和观光木与含笑属种类聚为一支,因此,支持将合果木属和观光木属归并入含笑属;(2)这些特征为含笑属内组的划分提供了分类学意义:(3)基于叶结构特征、形态学特征、地理分布、聚类分析,对含笑属内一些种类的分类地位进行了讨论。
2.利用扫描电镜对木兰科6属共41个分类群的新鲜花粉样品进行了观察研究。木兰科植物的花粉为典型的单型孢花粉,除云南拟单性木兰的花粉为扁球形和萌发孔缘呈网状外,其余花粉粒均相似,形成一较为自然的类群。木莲属大多数种和木兰属2种植物的花粉外壁具有疣状或球果状凸起,属首次发现。根据萌发孔缘特征、花粉粒形状和大小、外壁雕纹等的差异,可分为10种花粉类型和4种亚型,并且探讨了花粉形态特征在木兰科系统分类中的应用。含笑属植物的花粉比较特化,在种级水平上具有分类学意义。
3.对含笑属和木莲属的代表分类群的间期核形态、分裂前期染色体和中期染色体进行了观察与研究。结果表明:木莲属的间期核形态为简单染色中心型;含笑属的间期核形态为球状前染色体型和复杂染色中心型;在分裂前期,木莲属植物的异染色质浓缩特征为间断型,含笑属植物的异染色质浓缩特征为渐变型;两属的染色体基数为x=19,且都是二倍体2n=38,未见多倍体和非整倍体;核型分析显示,大多数染色体为中着丝点或近中着丝点染色体,偶有近端着丝点或端着丝点染色体。现有的细胞学资料表明:木莲属和含笑属是二倍体植物;染色体结构的微小变化在属内物种形成中扮演了重要的角色,尤其像种类较多和比较特化的含笑属。
4.为了探讨木兰科属间系统发育关系,笔者对国产木兰科各属代表种的叶绿体基因片段rps16进行了测序和系统发育分析。结果表明:(1)木兰亚科和鹅掌楸亚科为孤立的两类分类群;(2)木兰属木兰亚属是复系群,而玉兰亚属是单系群;(3)盖裂木与木兰属常绿木兰组种类、华盖木与拟单性木兰、木莲属与单性木兰、合果木属和观光木属与含笑属等分别具有较近的亲缘关系。研究结果支持木兰科两亚科的成立,木莲属应成立,亚洲分布的盖裂木应归入木兰属,玉兰亚属提升为玉兰属,合果木属和观光木属归入含笑属。
5.通过查阅文献和标本、形态性状分析、叶结构特征研究、孢粉学、细胞学、rps16序列分析,对国产含笑属进行了分类修订。确认中国含笑属46种;根据叶柄的长短、花被片数目及其特征、果实特征等将本属划分为4组,含笑组、肖含笑组、双被组、异被组。文中列出分组和分种检索表,并对每一分类群的形态特征进行了描述。
6.植物地理学研究表明,含笑属是亚洲东南部的特有属,本属植物隶属东亚植物区、印度植物区、印度支那植物区和马来西亚植物区,中国西南和华南及其邻近地区是本属植物的现代分布中心,中国云南东南部可能是该类群的起源中心,其起源时间为早白垩纪初期。