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Seed Morphology of Spiradiclis Bl. (Rubiaceae)

螺序草属(茜草科)的种子形态



全 文 :热带亚热带植物学报 2005,l3(3):264—270
Journal ofTropical and Subtropical Botany
螺序草属(茜草科)的种子形态
马其侠,王瑞江 ,胡晓颖,陈炳辉
(中国科学院华南植物园,广州 510650)
摘要:对螺序草属(spiradiclis B1、)16种 2变型共 18个样品的种子形态特征的初步研究表明,本属植物种子为小型
f0.2—0、3mm)或中型 (0.3—2mm),整体形状不太规则,表面纹饰为蜂窝状,种脐稍突出。种子的外壁由内外 2层种皮组
成。依据表面突起分布方式,螺序草属的种子大致分为 2种类型:(1) 周壁微下陷,疣突均匀分布于其上,如大叶螺
序草、螺序草、尖叶螺序草、柳叶螺序草、峨嵋螺序草和龙州螺序草;(2)半周壁下陷成穴状,突起分布在穴边缘,如红
花螺序草、心叶螺序草、两广螺序草、广东螺序草、海南螺序草、宽昭螺序草、疏花螺序草、多枝螺序草、罗氏螺序草、小
叶螺序草、石生螺序草和紫花螺序草。螺序草属的种子形态特征对属下类群的划分具有重要的参考价值。
关键词:螺序草属;种子形态;茜草科
中图分类号:Q944、59 文献标识码:A 文章编号:l005—3395(2005)03—0264—07
Seed Morphology of Spiradiclis BI.(Rubiaceae)
MA Qi-xia,WANG Rui—j iang ,HU Xiao—ying,CHEN Bing.hui
(South China Botanical Garden,£k Chinese A cademy of Sciences,Guangzhou 5 1 0650,China)
Abstract:The seeds of 1 8 taxa including 1 6 species and 2 forms of genus iradiclis B1.were examined.The
seeds ofspiradiclis have smal (0.2-0.3 mm)or medium size (0.3-2 mm),iregular shape,alveolate surface,
sli曲tly prominent hilum.Seed testa consists of exotesta and endotesta.The proj ections on periclinal wal of
epidermis cels can be classifed into two types:the projections are either distributed consistently on slightly
concave periclinal wals,which can be seen in 6 taxa,viz.:S.bifda,S caespitosa,S caespitosa f cylindrca,
S.caespitosa f subimersa,S. emeiensis and S.1ongzhouensis,or around the fovea form ed by deeply
concave periclinal walls,which can be found in 1 2 taxa,viz.:S.coccinea,S.cordata,S. cn,S.guangdongensis,
S.hainanensis,S howi,S laxiflora,S.1eptobotrya,S.1oana,S microphyla,S petrophila and S.purpureocaerulea.
The seed morphology in spiradiclis can play an important role in distinguishing infra—genus taxa.
Key words:Spiradiclis;Seed morphology;Rubiaceae
螺序草属(spiradiclis BL)隶属于茜草科 ubiaceae1
耳草族(Hedyotideae)t 1,分布在南亚、东南亚以及我
国的南部和西南部,广西和云南地区是其现代分布
中心。全属约33种,2变种,2变型,我国约29种,1
变种和 2变型,以草本、聚伞花序、花5基数、蒴果
近球形或近长圆形、常纵向开裂为4果瓣等特征形
成一个很 自然的属。
种子作为繁殖器官,受环境影响较营养器官小
得多,具有很大的稳定性。种子的特征,尤其是种皮
收稿日期:2004—04—09 接受日期:2004—08—05
基金项目:中国科学院分类区系特别支持费(2000)资助
通讯作者 Corresponding author
表面微形态的多样性与稳定性在分类学上的价值
越来越引起了人们的重视【z 31。Robbrecht指出,许多
植物学家对茜草科不同分类群的种子特征进行过
报道,种子数目、大小、形状、表皮纹饰、外表皮细胞
轮廓和胚芽的大小等特征在科内存在很大变异[41。
但对于螺序草属植物种子的研究,到目前还没见到
相关资料报道。本文期望通过对此属植物种子形态
的研究,探讨该属的一些分类学问题,为该属进行
全面的分类订正和系统学研究提供新资料。
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第3期 马其侠等:螺序草属(茜草科)的种子形态 265
1材料和方法
选取螺序草属(Spiradiclis B1.)16种2变型的成熟
种子作实验观察,种子均取自腊叶标本,凭证标本
保存于中国科学院华南植物园标本馆(IBSC)、中国
科学院植物研究所标本馆(PE)以及中国科学院昆明
植物研究所标本馆(KERN),如表 1所示。
取成熟或近成熟的种子在解剖镜下观察其外部形
态、颜色等特征,并测量种子长度(腹面种脐至背面的距
离),每个分类群测10个种子长度,取平均值。
干净种子直接用双面胶粘在样品台上用JFC—
l 100离子溅射镀金 l0 nln,利用JSM—T300扫描电
镜观察种脐和表面纹饰,对种脐部位和背面纹饰拍
照;较脏种予按照胡晓颖 】的方法进行清洗处理,
清洗后的种子再粘于样品台上镀金观察拍照。文中
表面纹饰的描述术语主要参考Werke r【3】。
2结果
2.1解剖镜观察
各分类群种子形状为耳草族 (Hedyotideae
Cham.et Schlecht.ex DC)中最常见的一种类型:背
面 (dorsal side)稍凹或凸,且面积较腹面 (ventral
side)大,有棱角的侧面 (1ateral side)从远轴端向近
轴端渐狭(图版 I:1),整体形状不太规则;种子小型
或中型,长度为0.23—0.74 mil(依据Werker~l的标准,
小型种子长0.2—0_3 mm,中型种子长0.3—2 mm);种
子颜色多为红色,稀淡红色或深棕色 (表 2)。
表 1研究的类群和所使用的材料
Table 1 Taxa and materials used for seed morphological study
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266 热带亚热带植物学报 第 13卷
表 2中 - 所示性状分别 }二j表 l中 - 所示材料相对应。
2.2 SEM 观察
种脐 着生于腹面近中间位置,稍突出(图版
I:1—9),近圆形,大小为 22.03—85.65 m(表 2),其
周围纹饰与种皮其他部位纹饰相似,只是表皮细胞
稍小,且分布于其上的突起数 目减少。
表面纹饰 种子外种皮各部分纹饰相似,为
了加强不同分类群间的可比性,特选取种子背面种
皮纹饰拍照(表2)。所有分类群的种皮表面为蜂窝
状(alveolate)纹饰,表皮细胞垂周壁加厚,平周壁微
下陷或 卜陷成穴状(图版 I:101。表皮细胞轮廓多为
不规则多边形(图版 I:11—15;I:16-23)、少数为近
圆形(图版 I:24)、规则 5-6边形(图版 I:25,26)或
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第3期 马其侠等:螺序草属(茜草科)的种子形态 267
轮廓不清晰(图版II:27—29),平周壁上有疣状(图版
I:ll一15;I:16—24)、刺状(图版I:25)、棒状(图版
I:27—29)或不规则的突起分布(图版II:26)。突起分
布方式大致有2种类型:A.平周壁微下陷,疣突均
匀分布于其上,例如螺序草 S.caespitosa(图版 I:
ll,12)、柳叶螺序草 S.caespitosa c subimersa(图版
I:13)、尖I1-fJ螺序草 S.caespitosa C cylindrca(图版
I:14)、峨嵋螺序草S.emeiensis(图版 I:15)、龙州
螺序草S.1ongzhouensis(图版I:16)和大叶螺序草S.
bifda(图版II:17);B.平周壁下陷成穴状,突起几乎
分布在穴边缘,例如两广螺序草 S. ca(图版ll:
18)、广东螺序草 S.guangdongens~(图版 I:19)、
宽昭螺序草S.howi (图版II:20)、多枝螺序草S.
1eptobotrya(图版 I:2l1、小叶螺序草 S.microphyla
(图版II:22)、石生螺序草S.petrophila(图版I:23)、
心叶螺序草 S.cordata(图版II:24)、紫花螺序草
S.purpureocaerulea(图版 II:251、疏花 螺 序草 S.
1axiflora(图版I:26)、红花螺序草S.coccinea(图版
II:27)、海南螺序草S.hainanensis(图版I:28)31罗
氏螺序草S.1oana(图版I:29)。
种壁结构 由内外 2层种皮组成,外种皮
(exotesta)为机械层,由一层种皮细胞构成,内种皮
(endotesta)~薄壁组织,在种子成熟时受胚乳的挤
压而变形或破碎 ,不易观察到(图版 I:10),与
Robbrecht14]描述的茜草科内常见的种壁结构相似。
3讨论
种子表面纹饰受环境条件的影响较小,具有一
定的稳定性,且其多样性在种甚至科水平上都有重
要的分类价值【 】。为了判断螺序草属种子表面纹饰
是否具有稳定性,我们选取模式种螺序草的2份产
地和生境不同的种子样品进行观察,表明种子表面
纹饰几无差别(图版 I:1 1,12),因此把它作为分类
学上的鉴别特征应该可靠。
尽管螺序草属表面纹饰均为蜂窝状,但是外种
皮细胞轮廓、大小、平周壁凹陷程度 以及其上分布
的突起等性状特征具多样性,种问存在差异,其对
属内种问的鉴定具有重要的分类学意义。例如广东
螺序草和海南螺序草均为匍匐草本,叶心状圆形,
果实球形且大小较接近,植株外形很相似,但广东
螺序草种子外种皮细胞轮廓清晰,平周壁上具疣突
(图版II:19),而海南螺序草细胞问轮廓不明显,平
周壁上具棒状突起(图版II:28),根据种皮纹饰就很
容易区别二者。
螺序草属种子形态初步研究也为解决属内个
别种的归属问题提供了新的资料。罗献瑞在 1993年
发表了螺序草的两个新变型尖叶螺序草S caespitosa
C cylindric口(Hook.C1 H.S.Lo丰口朽9叶螺序草 S.
caespitosa f subimersa H.S.Lo16j,然而,Deb&Rout
认为柳叶螺序草 S.caespitosa C subimersa H.S.Lo
的特征很容易使之与其它种区别开来,因此建立了
一 新种 S.arunachanensis D.B.Deb et R.C.Routl~,
并且,新种所引证的例证模式 (paratype)中有一份
(C.B.Clarke 40883A,CAL)为柳叶螺序草 S.
caespitosa C subimersa H.S.Lo模式 (C.B.Clarke
40883D,K)的异模式 (isotype)。通过查阅大量保
存于 IBSC、IBK和 KUN的螺序草、尖叶螺序草和
柳叶螺序草的标本,我们发现三者的花和果实特征
相似,而叶形状和大小则存在一系列过渡类型,种
子形态表明三者的种子均为小型,种皮红色 ,表面
纹饰相似(图版 I:ll一14)。有鉴于此,我们认为罗献
瑞把柳叶螺序草和尖叶螺序草作螺序草的变型处
理似乎更为合理。
罗献瑞依据果实形态,果瓣是否扭曲将螺序草
属划分为螺序草亚属和球果亚属【”。我们的观察结
果发现螺序草亚属种皮细胞平周壁上的突起分布
类型多为A型(图版 I:ll一15;I:16),只有疏花螺
序草为B型(图版I:26);球果亚属的则多为B型
(图版I:18—29),只有大叶螺序草为A型 (图版
I:17)。疏花螺序草和大叶螺序草与它们相应亚属
内其他种类在种子微形态上存在很大差别,说明罗
献瑞仅根据果实特征进行亚属划分不太合理。种子
表面纹饰特征对于螺序草属下等级划分具有重要
参考价值,我们期望能结合形态、孢粉等更多性状
对螺序草属作出更为合理的属下等级划分。
致谢 承蒙 IBSC、PE、KUN提供实验材料,中国科
学院华南植物园电镜室协助完成 SEM观察,在此表
示诚挚的谢意。
参考文献
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图版说明
图版 1
1.螺序草,示种子形态,H:种脐;L:侧面;V:腹面,bar=100 p,m
2.失叶螺序草,示种脐,bar=10 m;
3.疏花螺序草,示种脐,bar=10 tzm:
4.龙州螺序草,示种脐,bar=10 m;
5.人l】f.螺序草,示种脐,bar=10 tzm;
6.红花螺序草,示种脐,bar=l0 tzm;
7.宽昭螺序草,示种脐,bar=100 m;
8.罗氏螺序草,示种脐,bar=l0 m;
9.石 螺序草,示种脐,bar=l0 m;
10.宽昭螺序草,示种皮横切面观,bar=100 m;
l1.螺序草,示种皮表面纹饰,bar=10 m;
12.螺序草,示种皮表面纹饰,bar=10 tzm:
13.柳叶螺序草,示种皮表面纹饰,bar=10 tzm;
14.尖叶螺序草,示种皮表面纹饰,bar=10 tzm;
15.峨嵋螺序草,示种皮表面纹饰,bar=10 tzm。
图版 I
示种皮表面纹饰,bar=10 Ixm
16 龙州螺序草;
17 大1f.螺序草;
18 两广螺序草;
19.广东螺序草;
20.宽昭螺序草;
21.多枝螺序草;
22.小叶螺序草;
23.石牛螺序草;
24.心叶螺序草;
25.紫花螺序草;
26.疏花螺序草;
27.红花螺序草;
28.海南螺序草;
29.罗氏螺序草。
Explanation of plates
PlateI
1.S caespitosa.showing the shape ofa seed,H:Hilum:L:Lateral side
V:Ventra1 side;bar=1O0 um.
2.S.caespitosa f cylindrica,showing the hilum ,baF 10 tzm;
3.S.1axiflora,showing the hilum,bar 10 m;
4.S.1ongzhouensis,showing the hilum ,bar=l0 m;
5.S.6 da,showing the hilum,bar=10 m;
6.S coccinea,showing the hilum,bar=l0 m;
7.S howi,showing the hilum ,bar= 100 tzm:
8.S loana,showing the hilum ,bar=lO m;
9.S.petrophila,showing the hilum,bar= 10 tzm;
l0.S.howi,showing tran sverse section ofseed coat,bar= 100 tzm:
l1.S.caespitosa,showing seed surface,bar= lO Ixm;
12.S.caespitosa,showing seed surface,bar= l0 tzm:
13.S.caespitosa£subimersa,showing seed surface,bar= 10 m;
14 S.caespitosa£cylindrica,showing seed surface,bar= 10 m ;
15.S.emeier&sis,showing seed surface,bar=l0 tzm.
Plate11
Showing the sculpture ofseed surface,bar=lO m.
16.S.1ongzhouensis;
17.S.6 da;
18.S.fusca;
19.S.guangdongensis;
20.S.howii;
21.S、leptobotrya;
22.S.microphylly;
23 S.petrophila;
24.S.cordata;
25.S.purpureocaerulea;
26.S.1axiflora;
27.S.coccinea;
28.S.hainanensis;
29 S loann.
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旃3始 马j 他嚣:蝶序草属 (接草¨)f 种 j-形态



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