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东北地区蒲公英属植物核心形态指标筛选



全 文 :收稿日期: 2013-08-10
基金项目:国家农业部野生植物资源保护资助项目(农计发[2010]29)
作者简介: 宁 伟 (1959-),男,沈阳农业大学教授,博士,从事药用植物种质资源评价与创新研究。
沈阳农业大学学报,2014-02,45(1):87-90
Journal of Shenyang Agricultural University,2014-02,45(1):87-90
东北地区蒲公英属植物核心形态指标筛选
宁 伟,周丹丹,李海娟,赵 鑫
(沈阳农业大学,沈阳 110161)
摘要:采用形态学观察法,筛选东北地区 8 种蒲公英(Taraxacum)核心形态指标。 结果表明:从花部和瘦果特征中选出 12 个最具稳
定性和分类学意义的形态指标,包括花色、外层总苞片被毛情况、瘦果表面纹饰等,如瘦果周身具刺或仅上部具刺,并依据植物志
分类要点进行验证。 核心指标为种质分类提供简便快速的识别方式,可作为分类辅助依据,为蒲公英属植物分类鉴定提供理论基础。
关键词:蒲公英;形态学;核心指标;东北地区
DOI:10.3969/j.issn.1000-1700.2014.01.019
中图分类号:Q949.95 文献标识码: A 文章编号:1000-1700(2014)01-0087-04
Selctions Core Morphological Index for Taraxacum in Northeast China
NING Wei, ZHOU Dan-dan, LI Hai-juan,ZHAO Xin
(Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China)
Abstract: In this study, the resource of dandelion core morphological index was selected in Northeast of China. Results showed
that achene characteristics and bract characteristics were the main indicators of plant genetic relationship distance and
interspecific division, eventually 12 characteristics were selected including flower color, tomenta of outer bracts edge, achene
surface ornamentation, achene body with spines or only the upper spines, and herbal classification points. The core morphological
indices for Taraxacum classification identification provided simple and rapid identification method and theoretical foundation.
Key words: Taraxacum; morphology; the core index; Northeast China
蒲公英为菊科(Compositae)蒲公英属(Taraxacum F. H. Wigg.)植物,中国高等植物数据库全库中已记录有 79
种[1]。 蒲公英属于世界性植物,资源分布广,种类繁多,变异性强,分类较困难[2],且本属植物存在许多无融合生
殖或天然杂交而形成新植株 [3-4],因而其生物学种难以确定,种间界限难以划分,现有蒲公英属植物分类要点与
标准已不能满足该属植物资源的分类鉴定,需要完善与补充新的分类要点。 林有润等对中国蒲公英属植物分
类研究进行了初步整理,报道了我国蒲公英属植物分类、分布及主要经济用途[5]。 龚祝南等对中国蒲公英属植
物资源进行形态特征和地理分布的简单评价[6]。 吴杰等对东北地区 10种蒲公英的瘦果形态及微形态进行观察
比较,为蒲公英属分类研究提供瘦果形态及微形态学证据[7]。 JAN KIRSCHNER 对中亚蒲公英分类进行修订,详
细描述了每种蒲公英形态特征、产地、习性,同时归并修正中亚地区现有蒲公英分类资料,对以往分类中的问题
做了一定探讨,为中亚地区蒲公英属植物分类鉴定研究提供重要依据 [8]。 KARACHI 对巴基斯坦 9 种蒲公英从
植物各部分器官和亲缘关系上进行比较,并附有详细的线描图[9]。 我国蒲公英属植物分类均依照《中国植物志》
分类要点,主要依据花、瘦果及叶片形态研究,每种的形态描述过于复杂,对于初学者不易比对和识别。 本研究
通过对东北地区 8 种蒲公英长期观察,进行形态特征指标总结,筛选更为简便准确的核心分类指标,能更加简
洁地进行种间划分和识别,作为蒲公英属植物分类辅助依据,为确定蒲公英种间分类地位研究奠定理论基础,
尤其有利于初学者。
1 材料与方法
1.1 材料
试验采用的蒲公英均于 2008~2009 年从吉林省吉林、磐石,辽宁省沈阳、朝阳、丹东、铁岭,内蒙古赤峰等
地区收集整理,定植于沈阳农业大学中草药试验基地蒲公英资源圃中,并经过专家鉴定(表 1)。
第 45卷沈 阳 农 业 大 学 学 报- -
1.2 方法
从 2011年开始,经过连续 2年的观察并对试验材料进行形态学统计。每个类群选生长势一致、有代表性的
植株进行性状登记 [10],性状划分参照文献中蒲公英属植物分类要点和方法 [11-15],共记录 39 个形态性状(表 2)。
首先是形态特征识别,对于不稳定、难以定性的性状指标进行删除 [16],如植物志中描述叶的浅裂、深裂、夹生裂
片、叶基部紫色等性状特征,在有些种中存在,但在有些种中不存在,且描述不是很绝对,不是共性的特征,所以
在指标筛选时首先将其去掉。 在识别和长期观察的基础上,最终筛选出稳定、易于界定和区分蒲公英种的核心
形态指标。在核心指标筛选出来后,反复对试验材料进行观察和性状记录,比对其种间差异,并应用于东北地区
8种蒲公英的分类。
2 结果与分析
2.1 蒲公英核心形态指标确定
核心形态指标,首先是质量指标,具有一定的稳定性,即连续几年观察不受环境变化影响的性状;其次为可
以明显区分种与种的形态特征,并作为现有分类要点的补充,如:喙基比。 花色界定,主要是盛花期花色,直接观
察即可辨别,有黄色、白色;外层总苞片形状,主要依据形状的定义加以界定,有披针形、卵披针形和卵形;外层总
苞片角状突起大小是一个不能量化的值,大致分为无角状突起,小角状突起和大角状突起;外层总苞片反卷程度
分为反卷、开展和伏贴。 瘦果颜色、形状、刺瘤分布等指标的划分和界定,都是在植物志描述基础上,可根据这些
指标的性状组合而界定。 经长期观察后筛选得到 12个核心形态指标,包括花部和瘦果的特征(表 3)。
2.2 蒲公英核心形态指标验证
应用核心指标对东北地区 8种蒲公英进行种间划分,每个种的特征指标简单、明确、易于观察,适用于野外
快速辨认。 由表 4可知,表中所列特征为该种蒲公英所特有,如花色为白色的只有朝鲜蒲公英,其余为黄色;东
北蒲公英外层总苞片为伏贴,其他种均为反卷或开展;辽东蒲公英瘦果周身具刺,其他种没有此特征。
3 结论与讨论
通过对本试验中 8种蒲公英进行分类研究,发现蒲公英属植物分类鉴定中存在一些问题。 第一,分类学标
准不一致、不全面。 在各个植物志中记载的东北地区蒲公英属植物种类描述存在较大出入,而且一直以来都沿
用传统方法对蒲公英属植物进行分类鉴定,其方法过于单一,研究报道中缺少对其辅以微形态学、孢粉学、细胞
学、化学分类学特别是分子系统学分类鉴定手段 [17-18]。 第二,形态变异较大。 蒲公英属植物分布广泛,环境适应
性强,其多变的形态特征是其适应环境的需要,尤其是叶形变化,同种不同产地和不同时期的植株形态差异较
大。 第三,新种产生。 长期地理隔离导致的生殖隔离会导致新种的产生,且该属许多种类以无融合为生殖方式
或天然杂交而成新植株,这样就会产生一些新种蒲公英。 针对上述问题,解决的关键就是应规范和准确描述蒲
公英属植物特征,制定统一可靠和精确的分类标准。目前关于蒲公英属植物分类要点多集中在其花部和瘦果特
征上,形态学描述基本全面,如在进行每种蒲公英形态描述时,都会对侧裂片数目、内外苞长宽范围、瘦果颜色、
喙基长度等进行详细描述,但其缺乏各个生长时期的形态描述。 虽然蒲公英属植物叶形变化较大,但据本试验
观察研究,特定时期的每种蒲公英都有其特定的叶形特征。 但在进行分类鉴定时,叶片特征和一些花部和瘦果
特征可以不予考虑,分类的最终目的就是用最简单、少量的指标进行种间划分。
表 1 供试蒲公英材料
Table 1 Taraxacum materials used for the morphological characters
种名 Specific name
丹东蒲公英 Taraxacum antungense
辽东蒲公英 Taraxacum liaotungense
长春蒲公英 Taraxacum asiaticum
蒙古蒲公英 Taraxacum mongolicum
朝鲜蒲公英 Taraxacum urbanum
亚洲蒲公英 Taraxacum ohwianum
斑叶蒲公英 Taraxacum variegata
东北蒲公英 Taraxacum ohwianum
采集地 Origin
辽宁丹东、沈阳、本溪、铁岭 Dandong, Shenyang, Benxi and Tieling, Liaoning Province
辽宁朝阳、丹东、沈阳 Chaoyang, Dandong and Shenyang, Liaoning Province
辽宁丹东、沈阳 Dandong and Shenyang, Liaoning Province
辽宁朝阳、丹东、沈阳 Chaoyang, Dandong and Shenyang, Liaoning Province
辽宁沈阳、吉林吉林 Shenyang, Liaoning Province, Jilin, Jilin Province
吉林吉林、辽宁沈阳、内蒙古赤峰 Jilin, Jilin Province, Shenyang, Liaoning Province, Chifeng, Neimenggu
辽宁朝阳、沈阳 Chaoyang and Shenyang, Liaoning Province
辽宁丹东、本溪 Dandong and Benxi, Liaoning Province
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宁 伟等:东北地区蒲公英属植物核心形态指标筛选第 1期 - -
表 2 蒲公英形态分类鉴定指标标准
Table 2 The main morphological characters classification standard for Taraxacum
部位 Position
花 Flower
株形
Plant type
叶片 Leaf
瘦果 Achene
性状 Character
花色 Flower colour
舌状花舌片背部色 Colour of ray florets back
外层总苞片角状突起
Angular protuberance of outer bracts
内层总苞片角状突起
Angular protuberance of inner bracts
外层总苞片生长方式
Growth pattern of outer bracts
外层总苞片形状
Figure of outer bracts
外层总苞片边缘颜色 Colour of outer bracts edge
外层总苞片具膜 Vela of outer bracts
外层总苞片长短
The length of outer bracts edge
外层总苞片具缘毛 Tomenta of outer bracts edge
外层总苞片尖毛 Tomenta of outer bracts tip
苞先端颜色 Colour of outer bracts tip
花葶长度 The length of flower stalk
花葶具毛 Omenta of flower stalk
花葶生长方式 Growth pattern of flower stalk
花葶紫色 Colour of flower stalk
总苞下绒毛 Tomenta under the involucrum
生长方式(与地面夹角)
Growth pattern of plant(Angle with the ground)
叶片有毛 Leaf upside tomenta
叶缘紫色 Leaf margin purple
叶基紫色 Leaf base purple
裂缘具齿 Splinter edge with dentation
顶裂片大小
The size of top splinter
叶脉颜色
Clour of nervation
叶裂深度 Leaf lobes
叶平整程度 Smoothness of leaf surface
夹生裂片 Raw lobes
喙长 The length of beak/mm
瘦果形状
Figure of achene
瘦果具肋 Rib of achene
瘦果颜色
Colour of achene
是否压扁 Flattening or not
瘦果大小/mm
The size of achene
瘦果刺瘤 Acanth-protuberance of achene
喙基比例 Cone proportion
是否具横纹 Whether with horizontal stripes
是否具纵纹 Whether with stripes
喙基渐骤缩 Cone gradually or sudden contraction
千粒重 Thousand seed weight/g
黄色 Yellow
紫色 Purple
大角
Great horned protuberance
大角
Great horned protuberance
伏贴
Closely
卵形
Olivary
紫色 Purple
宽膜质 Wide vela
≤内苞 1/2
≤Inner bracts 1/2
有 Present
有 Present
紫色 Purple
长于叶 More than leaf
疏绒毛 Sparse
直立 Upright growth
基部紫色 Base purple
密 Sparse
直立(75~90°)
Upright growth(75-90°)
密 Sparse
有 Present
有 Present
有 Present
大于第二裂片
Bigger than second splinter
绿色
Green
深裂 Divided
平整 Smooth
夹生 Raw
<8
倒卵形
Obovate
有 Present
褐色或浅褐色
Brown or light brown
是 Yes
大(长≥4, 宽≥0.8)
Big (length≥4, breadth≥0.8)
上部存在 On the top of achene
1:2-1:3
是 Yes
是 Yes
渐缩 Gradually contraction
0.3000~0.6000
浅黄色 Light yellow
黑色 Black
小角
Small horned protuberance
小角
Small horned protuberance
展开
Splay
卵状披针形
Olivary and lanceolata
黑色 Black
膜质 Membranaceous
近等长
Almost isometric
无 Absent
无 Absent
绿色 Green
短或等长 Almost or less than leaf
密绒毛 Dense
贴地 Affixed to floor
>1/2 紫色 More than 1/2 purple
疏 Dense
近直立(30~75°)
Almost upright growth(30-75°)
疏 Dense
无 Absent
无 Absent
无 Absent
小于第二裂片
Smaller than second splinter
基部紫色
Base purple
浅裂 Lobate
粗糙 Roughness
不夹生 No raw
≥8
倒卵状披针
Obovate and lanceolata
无 Absent
绿褐色
Green brown
否 No
小(长<4, 宽<0.8)
Small (length<4, breadth<0.8)
周身存在 The whole of achene
1:4-1:6
否 No
否 No
骤缩 Sudden contraction
0.6000~0.9000
白色 White

Absent

Absent
反卷
Friz
披针形
Lanceolata
无 Absent
近无 Almost absent
绿色 Green
近无 Almost absent
贴地(0~30°)
Affixed to floor(0~30°)
近无 Almost absent
>1/2 紫色
More than 1/2 purple
近全缘 Lobate
披针形
Lanceolata
红褐色
Red brown
近无 Almost absent
1:6 以上 Above1:6
试验研究结果表明:在花期,花色、外层总苞片形状、角状突起的大小和尖端被毛情况是稳定可靠的分类指
标;在果实形成期,瘦果颜色、刺瘤分布、喙基比例、表面纹饰可作为分类要点;由于瘦果大小和喙的长度变化
较大,故不建议作为分类要点,只作为参考。 这些指标与《中国植物志》中蒲公英属植物的分类要点一致,且数
量少,种内性状稳定,易于观察和记忆,并且将其应用于东北地区 8 种蒲公英的分类。 核心指标及种的特征指
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表 3 核心形态指标
Table 3 The core morphological index
部位 Position
花部特征
The characteristics of flower
瘦果特征
The characteristics of achene
性状 Character
花色 Flower colour
外层总苞片形状 Figure of outer bracts
外层总苞片角状突起 Angular protuberance of outer bracts
外层总苞片是否反卷、开展、伏贴 Whether with closely, splay or friz of outer bracts
内外苞比例 Ratio of outer bracts and inner bracts
外层总苞片尖端被毛 Tomenta of outer bracts top
瘦果颜色 Colour of achene
瘦果形状 Figure of achene
喙基骤渐缩 Cone gradually or sudden contraction
喙基比例 Cone proportion
刺瘤分布 Distribution of acanth-protuberance of achene
瘦果表面纹饰 Achene surface ornamentation
表 4 8种蒲公英核心形态特征
Table 4 The core morphological characters of 8 Taraxacum
种名 Specific name
朝鲜蒲公英 Taraxacum urbanum
丹东蒲公英 Taraxacum antungense
长春蒲公英 Taraxacum asiaticum
蒙古蒲公英 Taraxacum mongolicum
斑叶蒲公英 Taraxacum variegata
辽东蒲公英 Taraxacum liaotungense
亚洲蒲公英 Taraxacum ohwianum
东北蒲公英 Taraxacum ohwianum
特征指标 Index of characteris
花白色 White flower
外层总苞片反卷 Friz of outer bracts
外层总苞片反卷,瘦果红褐色 Friz of outer bracts, red brown of achene
外层总苞片尖端被毛,瘦果具横纹 Tomenta of outer bracts top, horizontal stripes on achene
外层总苞片尖端被毛,瘦果周身具瘤 Tomenta of outer bracts top, protuberance of the whole achene
外层总苞片具大角,瘦果周身具刺 Big angular protuberance of outer bracts, acanth of the whole achene
外层总苞片开展,小角状突起 Splay and small angular protuberance of outer bracts
外层总苞片伏贴 Closely of outer bracts
标将为蒲公英种质分类鉴定提供便捷准确的方法,减小分类研究的难度,易于野外快速辨认。 本试验对我国东
北地区的 8种蒲公英进行经典分类学研究,以期为蒲公英属分类研究提供重要可靠证据,进一步为我国东北地
区蒲公英属资源遗传多样性进行评价整理,以此来推动其他种属分类研究工作。
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[责任编辑 马迎杰]
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