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Morphological and anatomical characteristics of the fruit of Chinese Ferula and related taxa in Apiaceae

中国伞形科阿魏属及相关类群的果实形态解剖特征及其分类学价值



全 文 :书犇犗犐:10.11686/犮狔狓犫2015458 犺狋狋狆://犮狔狓犫.犾狕狌.犲犱狌.犮狀
王雪微,刘玫,茹剑,王靖茹,王宇婷.中国伞形科阿魏属及相关类群的果实形态解剖特征及其分类学价值.草业学报,2016,25(6):8193.
WANGXueWei,LIUMei,RUJian,WANGJingRu,WANGYuTing.MorphologicalandanatomicalcharacteristicsofthefruitofChinese犉犲狉狌犾犪
andrelatedtaxainApiaceae.ActaPrataculturaeSinica,2016,25(6):8193.
中国伞形科阿魏属及相关类群的果实
形态解剖特征及其分类学价值
王雪微,刘玫,茹剑,王靖茹,王宇婷
(哈尔滨师范大学生命科学与技术学院,黑龙江省普通高等学校植物生物学重点实验室,黑龙江 哈尔滨150025)
摘要:本文主要采用GMA切片法,深入研究了伞形科芹亚科阿魏属18种(其中16种产自中国)及犇狅狉犲犿犪属2种
果实的结构,结构显示所研究物种果实的分果均为背腹压扁,两个边脊形成翅,内果皮由薄壁细胞构成,结合面与
果实宽度相同,两个相对的心皮柄及中果皮有球状结晶。根据果皮、油管及种皮结构可将研究物种分为两组:组1
(包括阿魏属4种)油管有隔,中果皮纤维化,种皮均由长方形细胞构成;组2(包括阿魏属16种及犇狅狉犲犿犪属2
种),油管无隔,中果皮由薄壁或轻微木化细胞构成,种皮多为大的方形细胞。犇狅狉犲犿犪同阿魏属一些物种果实结构
非常相似。本研究支持经典分类学指出的阿魏属分类系统是人为的,为分子系统学显示的犇狅狉犲犿犪应移入阿魏属
构成广义阿魏属,广义阿魏属是单系类群提供了形态学依据。
关键词:阿魏属;果实;形态学;分类学;伞形科  
犕狅狉狆犺狅犾狅犵犻犮犪犾犪狀犱犪狀犪狋狅犿犻犮犪犾犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狊狋犻犮狊狅犳狋犺犲犳狉狌犻狋狅犳犆犺犻狀犲狊犲犉犲狉狌犾犪犪狀犱
狉犲犾犪狋犲犱狋犪狓犪犻狀犃狆犻犪犮犲犪犲
WANGXueWei,LIUMei,RUJian,WANGJingRu,WANGYuTing
犆狅犾犾犲犵犲狅犳犔犻犳犲犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔,犎犪狉犫犻狀犖狅狉犿犪犾犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔,犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犘犾犪狀狋犅犻狅犾狅犵狔,犆狅犾犾犲犵犲狅犳犎犲犻犾狅狀犵犼犻犪狀犵
犘狉狅狏犻狀犮犲,犎犪狉犫犻狀150025,犆犺犻狀犪
犃犫狊狋狉犪犮狋:Thefruitstructuresofeighteenspeciesof犉犲狉狌犾犪 (sixteenspeciesfrom China)andtwotaxaof
犇狅狉犲犿犪inApiaceaesubfamilyApioideaewereintensivelystudied,mostlyusingGMAmethods.Theresults
showthatthemericarpsoffruitsaredorsalycompressed,twomarginalribsarewinged,theendocarpiscom
posedofparenchymacels,commissurecomprisestheentirewidthofthefruit,twocarpophoresarearranged
onoppositesidesofthecommissuralplaneandsphericalcrystalsaredispersedinthemesocarp.Thetaxastud
iedcouldbedividedintotwogroupsbasedonthepericarp,vitta,andtestafeatures.Groupone(including4
speciesof犉犲狉狌犾犪)hasvittaewithsepta,fibrousmesocarpandtestawithrectangularcels.Grouptwo(inclu
ding16speciesof犉犲狉狌犾犪and2speciesof犇狅狉犲犿犪)hasvittaewithoutsepta,mesocarpcomposedofparenchy
maorlignifiedcelsandtestausualycomprisingsquarecels.Thefruitof犇狅狉犲犿犪andsomespeciesof犉犲狉狌犾犪
areverysimilarinstructure.Thestudysupportsthehypothesisthat犉犲狉狌犾犪isanartificaltaxon,indicatedby
classicaltaxonomy,andprovidesthemorphologicalevidencethat犇狅狉犲犿犪shouldbemovedto犉犲狉狌犾犪(as犉犲狉狌
犾犪狊犲狀狊狌犾犪狋狅).
第25卷 第6期
Vol.25,No.6
草 业 学 报
ACTAPRATACULTURAESINICA   
81-93
2016年6月
收稿日期:20150930;改回日期:20151130
基金项目:国家自然科学基金(31270235和31070169)资助。
作者简介:王雪微(1992),女,黑龙江哈尔滨人,在读硕士。Email:wangxueweiabc@163.com
通信作者Correspondingauthor.Email:m.r.liu@126.com
犓犲狔狑狅狉犱狊:犉犲狉狌犾犪;fruit;morphology;taxonomy;Apiaceae
阿魏属(犉犲狉狌犾犪)位于伞形科(Apiaceae),芹亚科(Apioideae),前胡族(Peucedaneae),阿魏亚族(Ferulinae),
全世界约170种,主要分布在欧洲南部,非洲北部,伊朗,阿富汗,苏联的中亚,西伯利亚,印度和巴基斯坦[12]。中
国阿魏属有26种,其中7种为中国特有,主产新疆,西北和内蒙古等地[34]。Korovin[56]主要根据植物的生长习
性、叶、花序及花的特征将阿魏属分为6亚属:犇狅狉犲犿犪狋狅犻犱犲狊(近礼品芹亚属),犉犲狉狌犾犪(阿魏亚属),犕犲狉狑犻犪(梅威
亚属),犖犪狉狋犺犲狓(巨茴亚属),犘犲狌犮犲犱犪狀狅犻犱犲狊(前胡亚属),犛犮狅狉狅犱狅狊犿犪。中国阿魏属植物分别位于其中4亚属:巨
茴亚属(复伞形花序,花后脱落,茎海绵质,叶片无乳突),梅威亚属(复伞形花序,花后不脱落),前胡亚属(复伞形
花序,花后脱落,茎非海绵质,叶片具乳突)及近礼品芹亚属(单伞形花序)。本属为多年生一次结果或多次结果的
草本植物,通常具突出的主根和粗壮的茎。主要含有挥发油,树胶树脂等[7]。许多物种(如犉犲狉狌犾犪犪犾犾犻犪犮犲犪,犉.
犪狊狊犪犳狅犲狋犻犱犪,犉.狀犪狉狋犺犲狓及犉.狋犻狀犵犻狋犪狀犪)是芳香植物,其树脂用于传统医学[8]。阿魏属物种的生长习性,叶形态
及花瓣的特征等均变化较大[3],但他们具有相同的染色体数目[9],花粉粒为长球形[10]。
阿魏属植物较为高大,通常用侧枝做标本,因而多数物种是通过花期材料来确定的[11]。长期以来阿魏属的
分类学研究存在不同的结果,早期分子系统学研究显示阿魏属不是单系的,其中一些物种(犉.犮狅犿犿狌狀犻狊,犉.
狋犻狀犵犻狋犪狀犪及犉.犪狊狊犪犳狅犲狋犻犱犪)形成一个分支靠近芹亚科的两个属犜犺狔狊犲犾犻狌犿 及犆犲狀狅犾狅狆犺犻狌犿[12],而另一些物种
(犉.犽狅犽犪狀犻犮犪,犉.狏犻狅犾犪犮犲犪,犉.狋犲狀狌犻狊犲犮狋犪及犉.犽犻狀犵犱狅狀狑犪狉犱犻犻)移入针叶芹族(Scandiceae)[1215]。近期分子系
统学研究[16]揭示位于前胡族的产自亚洲西南部的两个属犇狅狉犲犿犪及Leutea[2]应移入阿魏属,构成广义阿魏
(犉犲狉狌犾犪狊犲狀狊狌犾犪狋狅),而广义阿魏是单系的类群。
形态学研究表明前胡亚属的某些物种果实结构同阿魏亚属的相似,Korovin[56]的分类系统是不自然的,此属
模式种犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊的果实不同于其他物种,其果皮明显纤维化[1718]。大量的研究显示伞形科果实具丰富
的变异及稳定的结构,是分类的重要依据,其翅,油管,果皮,心皮柄及结晶等特征被用于亚科,族及属的分
类[1927]。本文的目的是通过深入研究中国阿魏属及其相关类群的果实结构,探讨属下类群是否自然,为分子系统
学揭示的阿魏属与犇狅狉犲犿犪的关系,以及广义阿魏属是单系类群提供形态学依据。
1 材料与方法
1.1 材料
本文所用的研究材料为阿魏属18种(其中国产16种)及两种犇狅狉犲犿犪的成熟果实,物种名称及凭证标本信
息见表1。材料分别取自于中国科学院沈阳应用生态研究所标本馆(IFPInstituteofApplingEcology,CAS),
中国科学院西北高原生物研究所青藏高原生物标本馆(HNWPQinghaiTibetPlateauBiologicalHerbarium,
NorthwestInstituteofPlateauBiology,CAS),中国科学院华南植物园标本馆(IBSCSouthChinaBotanicalGar
denHerbarium,CAS),南非约堡大学标本馆(JRAUUniversityofJohannesburg,Herbarium,SouthAfrica),
中国科学院昆明植物研究所标本馆(KUNHerbarium,KunmingInstituteofBotany,CAS),江苏省中国科学院
植物研究所标本馆(NASHerbarium,InstituteofBotany,JiangsuProvince,CAS),美国纽约植物园标本馆
(NYNewYorkBotanicalGardenHearbium,America),中国科学院植物研究所标本馆(PEHerbarium,Insti
tuteofBotany,CAS),四川大学标本馆(SZHerbarium,SichuanUniversity)及中国科学院新疆生态与地理研究
所标本馆(XJBIHerbarium,XinjiangInstituteofEcologyandGeography,CAS)。
1.2 方法
形态学研究:将干燥的果实放入热水中(约90℃),待材料完全吸水膨胀并沉入水底时(约2h),将其取出。
用具成像系统(OlympusDP70)的解剖镜(OlympusSP350)观察果实的外形并照相,然后分离果皮,观察外果皮
的毛状体结构,中果皮内油管及结晶的分布。
解剖学研究:根据Feder和O’Brien[28]的方法,每个物种取2~3个果实,经吸水膨胀后放入FAA(37%for
malinglacialaceticacid-70%alcohol,福尔马林-冰醋酸-酒精=5mL∶5mL∶90mL)固定,时间不少于24
28 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.6
h。材料经50%酒精(6~8h),100%酒精(6~8h),异丙醇(6~10h)和正丁醇(6~10h)脱水(时间的长短因果
实大小而定),每步重复1次。材料进入GMA(glycolmethacrylate,乙二醇甲基丙烯酸酯)渗透3次,第1和2次
各1d,第3次5~7d。之后,将材料及GMA装入无色胶囊,并置于60℃温箱聚合(24h)。用LeicaUltracutR
切片机切片,厚度约2~3μm。同样根据Feder和O’Brien
[28]的方法,将切片用甲苯胺蓝(0.05%)染色,中性树
胶封片。用具成像系统(OlympusDP70)的显微镜(OlympusBX51)观察果实结构并照相。
表1 用于研究果实特征的中国阿魏属及其相关物种的凭证标本信息及采集地
犜犪犫犾犲1 犆犺犻狀犲狊犲犉犲狉狌犾犪犪狀犱狉犲犾犪狋犲犱狋犪狓犪犲狓犪犿犻狀犲犱犳狅狉犳狉狌犻狋犳犲犪狋狌狉犲狊,狋狅犵犲狋犺犲狉狑犻狋犺狏狅狌犮犺犲狉狊狆犲犮犻犿犲狀犱犲狋犪犻犾狊犪狀犱犾狅犮犪犾犻狋狔
属Genera 亚属Subgenera 组Sections 类群Taxa 凭证标本Voucherspecimens 采集地Locality
阿魏属
犉犲狉狌犾犪
巨茴亚属犖犪狉狋犺犲狓 古巨茴组Paleonarthex 圆锥茎阿魏犉.犮狅狀狅犮犪狌犾犪 桑士英 无号.SangSYs.n.(XJBI) 新疆Xinjiang
新巨茴组Neonarthex 河西阿魏犉.犺犲狓犻犲狀狊犻狊 何廷农2975.HeTN2975(HNWP) 甘肃Gansu
新疆阿魏犉.狊犻狀犽犻犪狀犵犲狀狊犻狊 AnonymousP3093(XJBI) 新疆Xinjiang
荒地阿魏犉.狊狔狉犲犻狋狊犮犺犻犽狅狑犻 周太炎640880.ZhouTY640880(SZ) 四川Sichuan
臭阿魏犉.狋犲狋犲狉狉犻犿犪 阿119.A119(XJBI) 新疆Xinjiang
近前胡亚属
犘犲狌犮犲犱犪狀狅犻犱犲狊
旱巨茴组Xeronarthex 硬阿魏犉.犫狌狀犵犲犪狀犪 李鸣岗665.LiMG665(IFP) 宁夏Ningxia
全裂叶阿魏犉.犱犻狊狊犲犮狋犪 Anonymous73166(XJBI) 新疆Xinjiang
羊食阿魏犉.狅狏犻狀犪 刘启新,陈晓亚88200.LiuQX,Chen
XY88200(NAS)
新疆Xinjiang
壮根组 Macrorrhiza 山地阿魏犉.犪犽犻狋狊犮犺犽犲狀狊犻狊 刘国钧86234.LiuGJ86234(XJBI) 新疆Xinjiang
细茎阿魏犉.犵狉犪犮犻犾犻狊 周太炎652220.ZhouTY652220(SZ) 四川Sichuan
草甸阿魏犉.犽犻狀犵犱狅狀狑犪狉犱犻犻 冯国楣23515.FengGM23515(KUN)云南Yunnan
榄绿阿魏犉.狅犾犻狏犪犮犲犪 和炳光85.HeBG85(NAS) 云南Yunnan
准噶尔阿魏犉.狊狅狀犵狅狉犻犮犪 Anonymous93080(XJBI) 新疆Xinjiang
近礼品芹亚属
犇狅狉犲犿犪狋狅犻犱犲狊
里海阿魏犉.犮犪狊狆犻犮犪 Anonymous93198(XJBI) 新疆Xinjiang
沙生阿魏犉.犱狌犫犼犪狀狊犽狔犻 刘建国91093.LiuJG91093(XJBI) 新疆Xinjiang
多伞阿魏犉.犳犲狉狌犾犻狅犻犱犲狊 Anonymous90081(XJBI) 新疆Xinjiang
阿魏亚属犉犲狉狌犾犪 犉.犮狅犿犿狌狀犻狊 Kew1970820(JRAU) 英国British
梅威亚属犕犲狉狑犻犪 犉.犾犻狋狑犻狀狅狑犻犪狀犪 H.B.2617(PE) 俄罗斯Russia
犇狅狉犲犿犪 犇.犪犿犿狅狀犻犪犮狌犿 DeBunge1858-1859(NY) 热带亚洲TropicAsia
犇.狊犪犫狌犾狅狊狌犿 Anonymous2404B(IBSC) 俄罗斯Russia
2 结果与分析
2.1 果实结构
本文描述了中国阿魏属16种(分别位于巨茴亚属,近前胡亚属,近礼品芹亚属,其中梅威亚属未得到材料),
相关类群4种,包括阿魏亚属1种(犉.犮狅犿犿狌狀犻狊),梅威亚属1种(犉.犾犻狋狑犻狀狅狑犻犪狀犪)及犇狅狉犲犿犪属2种(犇.犪犿
犿狅狀犻犪犮狌犿及犇.狊犪犫狌犾狅狊狌犿)的果实结构,包括分果形状、脊和翅、果皮、维管束、油管、结合面、种皮、胚乳及结晶
见图1~3,主要的分类特征见表2。
分果形状、毛状体、脊和翅,阿魏属分果背面观多为椭圆形,如山地阿魏,里海阿魏及圆锥茎阿魏(图1A,C,
E);少数为长椭圆形,如硬阿魏,草甸阿魏及榄绿阿魏(图1B,K,M);河西阿魏的分果倒卵形(图1K)。绝大多数
物种果实表面光滑,无毛状体,仅犉犲狉狌犾犪犾犻狋狑犻狀狅狑犻犪狀犪及荒地阿魏的果皮表面具单细胞毛,前者毛状体多,分布
于整个果皮(图2L,3D),而后者仅见少量毛状体。犇狅狉犲犿犪属2种(犇.犪犿犿狅狀犻犪犮狌犿及犇.狊犪犫狌犾狅狊狌犿)的分果为
椭圆形,表面光滑(图2S,T)。所研究物种的果实均为背腹压扁(图1B1),分果的宽度远大于厚度,其中草甸阿魏
(图2K)分果的宽度是厚度的2倍,其他的均为2.5~4.0倍(多伞阿魏,榄绿阿魏及羊食阿魏,图2H,M,N)或
38第25卷第6期 草业学报2016年
5~6倍(如河西阿魏,犉犲狌犾犪犾犻狋狑犻狀狅狑犻犪狀犪,图2J,L)。少数阿魏分果的中脊及侧脊明显向外突起(硬阿魏,草甸阿
魏,榄绿阿魏及臭阿魏,图2B,K,M,R)或略微突起(多伞阿魏,河西阿魏,新疆阿魏,准噶尔阿魏,图2H,J,O,
P),其他阿魏及犇狅狉犲犿犪属2种的中脊及侧脊为丝状(如山地阿魏,沙生阿魏,细茎阿魏,图2A,G,I)。所有阿魏
及犇狅狉犲犿犪果实的边脊(即靠近结合面的脊)向外延伸形成翅(即边翅)。边翅多占分果宽度的25%~30%(如山
地阿魏,沙生阿魏及犇狅狉犲犿犪狊犪犫狌犾狅狊狌犿,图2A,G,T)或40%(如硬阿魏,圆锥茎阿魏及全裂叶阿魏,图2B,E,F),
个别物种的边翅较宽,达50%~60%(河西阿魏,犉犲狉狌犾犪犾犻狋狑犻狀狅狑犻犪狀犪,图2J,L)。
图1 中国阿魏属和相关类群的果实及分果
犉犻犵.1 犜犺犲犳狉狌犻狋犪狀犱犿犲狉犻犮犪狉狆狊狅犳犆犺犻狀犲狊犲犉犲狉狌犾犪犪狀犱狉犲犾犪狋犲犱狋犪狓犪
 示分果外形,翅,油管及心皮柄。Showingmericarpshapes,wings,vittae,andcarpophor.(A)山地阿魏犉犲狉狌犾犪犪犽犻狋狊犮犺犽犲狀狊犻狊;(B)硬阿魏犉.
犫狌狀犵犲犪狀犪;(C)里海阿魏犉.犮犪狊狆犻犮犪;(D)犉.犮狅犿犿狌狀犻狊;(E)圆锥茎阿魏犉.犮狅狀狅犮犪狌犾犪;(F)全裂叶阿魏犉.犱犻狊狊犲犮狋犪;(G)沙生阿魏犉.犱狌犫犼犪狀
狊犽狔犻;(H)多伞阿魏犉.犳犲狉狌犾犻狅犻犱犲狊;(I)细茎阿魏犉.犵狉犪犮犻犾犻狊;(J)河西阿魏犉.犺犲狓犻犲狀狊犻狊;(K)草甸阿魏犉.犽犻狀犵犱狅狀狑犪狉犱犻犻;(L)犉.犾犻狋狑犻狀狅狑犻
犪狀犪;(M)榄绿阿魏犉.狅犾犻狏犪犮犲犪;(N)羊食阿魏犉.狅狏犻狀犪;(O)新疆阿魏犉.狊狀犽犻犪狀犵犲狀狊犻狊;(P)准噶尔阿魏犉.狊狅狀犵狅狉犻犮犪;(Q)荒地阿魏犉.狊狔狉犲
犻狋狊犮犺犻犽狅狑犻;(R)臭阿魏犉.狋犲狋犲狉狉犻犿犪;(S)犇狅狉犲犿犪犪犿犿狅狀犻犪犮狌犿;(T)犇.狊犪犫狌犾狅狊狌犿.缩写Abbreviation.c=心皮柄carpophore;cv=结合面油管
commissurevitta;lr=侧脊lateralrib;mar(maw)=边脊(边翅)marginalrib(marginalwing);mer=中脊medianrib;bv=分支状油管branching
vitta;vv=沟中油管valecularvitta.标尺Scalebar=1mm.
48 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.6
图2 中国阿魏属及其相关类群分果的横切面
犉犻犵.2 犜狉犪狀狊狏犲狉狊犲狊犲犮狋犻狅狀狊狅犳犿犲狉犻犮犪狉狆狊狅犳犆犺犻狀犲狊犲犉犲狉狌犾犪犪狀犱狉犲犾犪狋犲犱狋犪狓犪
 示脊,翅,维管束,分泌油管,果皮,结合面,胚乳及心皮柄。Showingvariationinribs,wings,vascularbundle,secretoryducts,pericarps,com
misuresides,endosperms,andcarpophores.(A)山地阿魏犉犲狉狌犾犪犪犽犻狋狊犮犺犽犲狀狊犻狊;(B)硬阿魏犉.犫狌狀犵犲犪狀犪;(C)里海阿魏犉.犮犪狊狆犻犮犪;(D)犉.
犮狅犿犿狌狀犻狊;(E)圆锥茎阿魏犉.犮狅狀狅犮犪狌犾犪;(F)全裂叶阿魏犉.犱犻狊狊犲犮狋犪;(G)沙生阿魏犉.犱狌犫犼犪狀狊犽狔犻;(H)多伞阿魏犉.犳犲狉狌犾犻狅犻犱犲狊;(I)细茎阿
魏犉.犵狉犪犮犻犾犻狊;(J)河西阿魏犉.犺犲狓犻犲狀狊犻狊.缩写Abbreviation:c=心皮柄carpophore;cv=结合面油管commissurevitta;en=胚乳endosperm;lr
=侧脊lateralrib;mar(maw)=边脊(边翅)marginalrib(marginalwing);mer=中脊medianrib;ri=退化的珠被reducedintegument;vv=沟中
油管valecularvitta;rd=伴生油管ribduct;vb=维管束vascularbundle;co=接合面commissure.标尺Scalebar=1mm.
外果皮、中果皮及内果皮,所有阿魏及犇狅狉犲犿犪属2种果实的外果皮由一层近方形的薄壁细胞构成,外壁略
增厚(图3E,F)。中果皮由10~15层长方形细胞构成(图3E),其细胞均为薄壁(如里海阿魏,沙生阿魏及
犇狅狉犲犿犪犪犿犿狅狀犻犪犮狌犿,图3H),略微木化(如河西阿魏,榄绿阿魏及犇狅狉犲犿犪狊犪犫狌犾狅狊狌犿,图3F)或纤维化(硬阿
魏,草甸阿魏及犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊,图3E)。所有物种边翅内维管束周围有部分细胞木化(图3G)。内果皮为一
层扁平的薄壁细胞(图3E,F,H)。
维管束,维管束分布在分果的脊内(图3H)。多数阿魏及犇狅狉犲犿犪属2种的中脊及侧脊各具1个维管束(如
硬阿魏,沙生阿魏,犇狅狉犲犿犪犪犿犿狅狀犻犪犮狌犿,图3E,H),草甸阿魏,榄绿阿魏,新疆阿魏及臭阿魏可具2个维管束
(图3F)。边翅的维管束通常为1个(山地阿魏及沙生阿魏,图2G)或维管束分支形成多个(如硬阿魏边翅的维管
束为2~3,图3G)。犉犲狉狌犾犪犾犻狋狑犻狀狅狑犻犪狀犪的维管束分支明显,多达7~8个(图2C,L)。维管束通常均较小,由少
数木化细胞构成(图3H),但硬阿魏,草甸阿魏及犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊的维管束明显较大,除了导管外还具有许多
纤维(图3E,G)。
58第25卷第6期 草业学报2016年
续图2中国阿魏属及其相关类群分果的横切面
犆狅狀狋犻狀狌犲犱犉犻犵.2犜狉犪狀狊狏犲狉狊犲狊犲犮狋犻狅狀狊狅犳犿犲狉犻犮犪狉狆狊狅犳犆犺犻狀犲狊犲犉犲狉狌犾犪犪狀犱狉犲犾犪狋犲犱狋犪狓犪
 (K)草甸阿魏犉.犽犻狀犵犱狅狀狑犪狉犱犻犻;(L)犉.犾犻狋狑犻狀狅狑犻犪狀犪;(M)榄绿阿魏犉.狅犾犻狏犪犮犲犪;(N)羊食阿魏犉.狅狏犻狀犪;(O)新疆阿魏犉.狊狀犽犻犪狀犵犲狀狊犻狊;
(P)准噶尔阿魏犉.狊狅狀犵狅狉犻犮犪;(Q)荒地阿魏犉.狊狔狉犲犻狋狊犮犺犻犽狅狑犻;(R)臭阿魏犉.狋犲狋犲狉狉犻犿犪;(S)犇狅狉犲犿犪犪犿犿狅狀犻犪犮狌犿;(T)犇.狊犪犫狌犾狅狊狌犿.缩写
Abbreviation:rd=伴生油管ribduct;t=毛状体trichome;vb=维管束vascularbundle;vv=沟中油管valecularvitta.标尺Scalebar=1mm.
 
伴生油管及非伴生油管,与维管束相伴的油管(故称伴生油管)存在于一些物种分果的中脊,侧脊或边脊(如
荒地阿魏,图2B,Q)。伴生油管小,通常存在于维管束的外侧(如硬阿魏,臭阿魏及榄绿阿魏,图2B,R,3F),但也
可能存在维管束的内侧(准噶尔阿魏及荒地阿魏,图2P,Q)。许多物种无伴生油管(如山地阿魏及沙生阿魏,图
3H)。非伴生油管(简称油管)不与维管束相伴,他们存在于果实的沟里(即两个脊之间)及结合面(图2B)。多数
物种沟里油管1个,结合面2个(如山地阿魏,硬阿魏及里海阿魏,图2B~D),羊食阿魏和臭阿魏沟里油管1个,
结合面油管多于4~5个(图2N,R),有些物种沟里油管为1~3个,结合面油管为2~9个(如犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊
及新疆阿魏,图2D,O),而犉犲狉狌犾犪犾犻狋狑犻狀狅狑犻犪狀犪沟里油管多达10个,结合面油管多达13个(图2L)。多数物种
油管不分支(如硬阿魏,山地阿魏及犇狅狉犲犿犪犪犿犿狅狀犻犪犮狌犿,图3A),少数具分支(如圆锥茎阿魏,全裂叶阿魏及羊
食阿魏,图3B)。油管有隔或无隔,不分支的油管均有隔(图3A),而分支的油管均无隔(图3B)。
种皮、珠被及胚乳,多数物种胚乳在结合面平直,如河西阿魏及榄绿阿魏(图2J,M),里海阿魏,犉犲狉狌犾犪犮狅犿
犿狌狀犻狊,多伞阿魏,新疆阿魏的胚乳微凹(图2C,D,H,O),草甸阿魏胚乳凹陷较明显(图2K),羊食阿魏胚乳外凸
68 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.6
(图2N)。多数物种的种皮由大的近方形薄壁细胞构成(如里海阿魏,沙生阿魏及犇狅狉犲犿犪属2种,图3H),少数
物种的种皮为扁平的薄壁细胞(硬阿魏,犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊,草甸阿魏,细茎阿魏及榄绿阿魏,图3E,F)。硬阿魏
及犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊无明显的退化珠被,其他物种均可见退化的珠被(如榄绿阿魏及沙生阿魏,图3F,H)。
结合面及心皮柄,结合面为两分果的接合处(图2Q)。所研究物种的结合面均与分果的宽度相同,并具两个
彼此相对的心皮柄(图1B1),心皮柄通常较小,仅硬阿魏的心皮柄较大(图2A~T)。
图3 中国阿魏属分果的横切面
犉犻犵.3 犜狉犪狀狊狏犲狉狊犲狊犲犮狋犻狅狀狊狅犳犿犲狉犻犮犪狉狆狊狅犳犆犺犻狀犲狊犲犉犲狉狌犾犪
 示维管束,分泌油管,果皮,种皮及胚乳。Showingvascularbundle,secretoryducts,pericarps,testa,andendosperm.(A,E,G)硬阿魏犉.犫狌狀
犵犲犪狀犪;(B)羊食阿魏犉.狅狏犻狀犪;(C,D)犉.犾犻狋狑犻狀狅狑犻犪狀犪;(F)榄绿阿魏犉.狅犾犻狏犪犮犲犪;(H)沙生阿魏犉.犱狌犫犼犪狀狊犽狔犻;(I)臭阿魏犉.狋犲狋犲狉狉犻犿犪.缩
写Abbreviations:cr=结晶crystal;e=内果皮endocarp;en=胚乳endosperm;ep=表皮epidermis;f=纤维fiber;m=中果皮mesocarp;rd=伴生
油管ribduct;ri=退化的珠被reducedintegument;te=种皮testa;vb=维管束vascularbundle;v=导管vessel;vv=沟里油管valecularvitta.标
尺Scalebar=0.5mminAandB,0.02mminE-G,0.01mminC,D,H,I.
78第25卷第6期 草业学报2016年
书书书


 




















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88 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.6
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狋狊
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98第25卷第6期 草业学报2016年
  球状结晶,球状结晶存在于研究的全部物种的中果皮(图3E,I),其中硬阿魏,新疆阿魏,荒地阿魏,臭阿魏及
犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊的结晶较多,在分果的横切面可见结晶分散在整个中果皮。其他物种球状结晶较少,在分果的
横切面偶见。
2.2 检索表
根据阿魏属18种(国产16种)及犇狅狉犲犿犪属2种果实的主要特征(包括油管结构,脊和翅,中果皮,维管束,
种皮等特征)制作检索表如下:
1.果实油管有隔,中皮果纤维化
 2.中脊及侧脊丝状 犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
 2.中脊及侧脊明显突起
  3.中脊及侧脊维管束1 硬阿魏犉.犫狌狀犵犲犪狀犪!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
  3.中脊及侧脊维管束2
   4.结合面胚乳深凹 草甸阿魏犉.犽犻狀犵犱狅狀狑犪狉犱犻犻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
   4.结合面胚乳平直 榄绿阿魏犉.狅犾犻狏犪犮犲犪!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
1.果实油管无隔,中皮果非纤维化
 5.中果皮不木化
  6.有伴生油管
   7.结合面胚乳微凹,球状结晶少 多伞阿魏犉.犳犲狉狌犾犻狅犻犱犲狊!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
   7.结合面胚乳平直,球状结晶多 臭阿魏犉.狋犲狋犲狉狉犻犿犪!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
 6.无伴生油管
   8.油管具分支
    9.结合面油管7~9 圆锥茎阿魏犉.犮狅狀狅犮犪狌犾犪!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
    9.结合面油管4 全裂叶阿魏犉.犱犻狊狊犲犮狋犪!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
   8.油管无分支
    10.结合面胚乳微凹 里海阿魏犉.犮犪狊狆犻犮犪!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
    10.结合面胚乳平
     11.边脊维管束2 犇狅狉犲犿犪犪犿犿狅狀犻犪犮狌犿!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
     11.边脊维管束1 沙生阿魏犉.犱狌犫犼犪狀狊犽狔犻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
5.中果皮轻微木化
 12.果皮具单细胞毛
  13.有伴生油管 荒地阿魏犉.狊狔狉犲犻狋狊犮犺犻犽狅狑犻!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
  13.无伴生油管 犉.犾犻狋狑犻狀狅狑犻犪狀犪!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
 12.果皮无单细胞毛
  14.有伴生油管
   15.结合面油管7~8,油管有分支 新疆阿魏犉.狊犻狀犽犻犪狀犵犲狀狊犻狊!!!!!!!!!!!!!!!!!!
   15.结合面油管2,油管无分支 准噶尔阿魏犉.狊狅狀犵狅狉犻犮犪!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
  14.无伴生油管
   16.中脊及侧脊微突起 河西阿魏犉.犺犲狓犻犲狀狊犻狊!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
   16.中脊及侧脊丝状
    17.油管具分支 羊食阿魏犉.狅狏犻狀犪!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
    17.油管不具分支
    18.边脊维管束2 犇狅狉犲犿犪狊犪犫狌犾狅狊狌犿!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
    18.边脊维管束1
09 ACTAPRATACULTURAESINICA(2016) Vol.25,No.6
     19.种皮细胞大呈方形 山地阿魏犉.犪犽犻狋狊犮犺犽犲狀狊犻狊!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
     19.种皮细胞为长方形 细茎阿魏犉.犵狉犪犮犻犾犻狊!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
3 讨论与结论
本文研究的中国阿魏及相关类群的果实均为背腹压扁,两个边脊形成翅,薄壁细胞构成的内果皮,与果实宽
度相同的结合面,两个较细的相对的心皮柄及中果皮有球状结晶,根据中果皮是否纤维化、油管是否具隔等特征
可将研究的20物种分为两组。
3.1 果实油管有隔,中果皮纤维化
此组包括硬阿魏,草甸阿魏,榄绿阿魏及犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊。国产3种阿魏(硬阿魏,草甸阿魏及榄绿阿魏)
分别位于近前胡亚属的旱巨茴组及壮根组,均生长于干旱的沙地、草坡和岩石缝里沙质土壤,叶片质厚,近革
质[3]。而模式种犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊位于阿魏亚属[1],广泛分布在沙特阿拉伯南部[29]。Safina和Pimenov[18]指出
犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊果实的中果皮木化,与其他阿魏不同,Korovin的阿魏属分类系统是人为的。国产阿魏属化学
成分及染色体核型研究均表明硬阿魏与其他阿魏物种不同,此物种含有的黄酮体物质为芹菜素苷 Apigeai7
dig1ucoside[30],染色体核型为6对中部着丝点染色体[31]。草甸阿魏及榄绿阿魏的黄酮体成分未见报道。许多阿
魏有强烈的味道,但硬阿魏及榄绿阿魏无味[3]。我们的研究显示犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊及本组3种国产阿魏的果实
结构明显区别于其他研究的物种,其油管均具隔,靠近内果皮的中果皮由纤维构成,种皮为长方形细胞,中脊及边
脊有明显突出(犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊除外)。早期分子系统学显示犉犲狉狌犾犪犮狅犿犿狌狀犻狊与犜犺狔狊犲犾犻狌犿 及犆犲狀狅犾狅狆犺犻狌犿
亲缘关系较近[12],后两个属是否同组1物种果实结构具有相似性需要进一步研究。
3.2 果实油管无隔,中果皮非纤维化
此组包括山地阿魏,里海阿魏,圆锥茎阿魏,全裂叶阿魏,沙生阿魏,多伞阿魏,细茎阿魏,河西阿魏,羊食阿
魏,新疆阿魏,准噶尔阿魏,荒地阿魏,臭阿魏,犉犲狉狌犾犪犾犻狋狑犻狀狅狑犻犪狀犪,犇狅狉犲犿犪犪犿犿狅狀犻犪犮狌犿,及犇.狊犪犫狌犾狅狊狌犿。
阿魏物种分别位于巨茴亚属,近前胡亚属,近礼品芹亚属[3]及梅威亚属(犉.犾犻狋狑犻狀狅狑犻犪狀犪)[1]。黄酮体成分的研
究显示其中多数阿魏(全裂叶阿魏,羊食阿魏,山地阿魏,准噶尔阿魏,里海阿魏)具有槲皮素苷Quercetin3glu
coside(多伞阿魏除外,含有决明叶苷Kaemferol3glucoside)[30]。本研究显示本组的阿魏物种及犇狅狉犲犿犪属2种
的果实结构十分相似,中脊及侧脊无明显突起,油管均无隔,中果皮均无纤维明显区别于组1的果实结构。此外,
本组除细茎阿魏外种皮均为大的方形细胞。伞形科果实微形态的研究表明油管结构在分类学研究中起着重要的
作用,如参棕亚科(Mackinlayloideae),牵环花亚科(Azoreloideae)及变豆菜亚科(Saniculoideae)的油管均没有
隔[2123],而芹亚科多数属具有隔油管(如当归属犃狀犵犲犾犻犮犪及前胡属犘犲狌犮犲犱犪狀狌犿)[2526],少数属具有隔及无隔两种
油管,如独活属(犎犲狉犪犮犾犲狌犿),而且油管有隔及无隔是此属分组的重要依据(未发表)。纤维化中果皮是芹亚科某
些属(如独活属及犘犪狊狋犻狀犪犮犪)的特征[1],具有重要的分类学价值。
早期经典分类学研究[56]根据植物外观的特征来划分阿魏属下类群,缺少解剖学的研究。我们深入研究了果
实的微形态,揭示了翅、果皮、油管、种皮及结晶等结构的分类学价值,表明了中国植物志[3]阿魏属下类群的划分
是人为的。如组2的13个阿魏分别位于3个亚属,但他们具有极为相似的果实结构,不应放在不同的亚属。本
研究尽管根据油管,中果皮等特征将所研究的中国阿魏及相关类群分为两组,但两组的物种具有一些共同的特
征,即果实均为背腹压扁,两个边脊延伸形成翅,内果皮由薄壁细胞构成,果实结合面与果宽相同,两个较细的相
对的心皮柄及中果皮分布球状结晶,此外犇狅狉犲犿犪的果实同组2阿魏极为相似,故支持分子系统学[16]揭示的
犇狅狉犲犿犪应移入阿魏属,并构成广义阿魏属,而广义阿魏属是单系的类群。
犚犲犳犲狉犲狀犮犲狊:
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