全 文 ：42 甘肃教育学院学报 ( 自然科学版 )19 91年第 立期
甘肃扁蕾属、 喉毛花属与假龙胆属
模 糊 分 类 初 探
董剑利 马 骥 ( 兰州军区军医学校 )
自1 0 0 7年 T ou r n e f e r ot建立龙胆属 ( G e n t i a n a )[ ’ ], 后由林奈在 “ 植物属志 , ( 1 7 3 7 )
与 “ 植物种志 ” ( 1 7 5 3 ) 中予以承认并重新描述以来 , 至少已有40 多位中外学者对其作过研
究 . 他们不仅发表了大量新种 , 而且对属的范围进行了不断的划分 . 根据本世纪大多数学者
的观 点 , C r o w f u r d i a 、 T r i p t e r o s p e r m u m 、 M e g o e d o n 、 P t e r y g o e a l y x 、 G 。 n t i a n e l l a 、 G e n -
it a on p is s 和℃。 m a s ot m a在性状上与龙胆属有明显的不同 , 应当是独立的属 . 但至今有一些人
仍然认为扁蕾属 ( G e n t i a n o p s i s M a 1 9 5 1 ) 和喉毛花 属 ( C o m a s t o m a ( W e t t s t . ) Y o y o k u n i
1 06 1 ) 应并入假龙胆属 ( G e n t i a n e l一。 M o e n e h一 7 0 4 ) . 我们在对 “ 甘肃所产上述三个属 的
7 种 2 变种 , 应用模糊数学方法作了分析研究 . 通过各分类群间近似程度的计算 , 作出树系
图 , 试图对分类问题进行一点初浅的探讨 .
一 、 材料与方法
取甘肃所产扁蕾属 、 喉毛花属和假龙胆 属 7 种 、 2 变 种 : 湿 生 扁 蕾 ( G en it a n oP is “
P a lu d o s a )
、 卵叶扁 蕾 ( V a r . o v a t o d e l t o id e a ) 、 扁 蕾 ( G . b a r b a t a ) 细 尊 扁 蕾 ( V a r .
s t e n o e a l y x )
、 喉毛花 ( C c m a s t o m a P u lm o n a r i u m ) 、 镰尊喉毛花 ( C . f a l e a t u m ) 皱边喉
毛花 ( C . p o l y e l a d u m ) 、 长梗喉毛花 ( e . p e d u n e u l a t u m ) 、 黑边假 龙 胆 ( G e n t i a n e l l a l
a z u r e 。 ) 为代表、 每个种或变种作为一个运算分类单位 ( o p e r a t i o n a l t a x o n o m i e U n i t ’ s简称
O T U
’
)S
, 共计有 9个 O T U’ S . 以分属或分种上至关重要的外部形态作为性状选择的 主 要依
据 , 参考解剖学 、 抱粉学特征及地理分布 , 共选择 24 个性状 ( cb ar ac t e r s ) , 性状 名 称 、 类 节
型及编号详见表 1所示 . 样本编号及性状数据由表 2 给出 .
表 1 特
连多二
编 号
1
特征名称
植株高度
茎的 习性
茎的形状
叶形
叶长度
叶宽度
花着生方式
花基数
类 型
征 表
编 号
l 3
1 4
类 型
1 5
1 6
1 7
l 8
l 9
2 O
特征名称
花冠长度
付冠束数
花冠简内腺体数目
雄蕊着生位置
花药颜色
子房有无柄
种子表面纹饰
海拔高度
连多二
DOI : 10. 13804 /j . cnki . 2095 -6991. 1991. 01. 010
1 1 9 9年第 1 期 甘肃教育学院学报 ( 自然科学版 ) 4 3
9 花蕾 二 1 2叶肉组织类型 多
10 曹内膜 二 2有无付花冠 二
n花曹与花冠的比例 多 3 2花粉萌发孔类型 多
1 2花冠的形状 多 3 4 花粉外壁纹饰 多
种及种的性状数据
性状号
编号 、 种名
1 湿生扁蕾
2卵叶扁蕾
3 扁蕾
4 细曹扁蕾
5 喉毛花
6 镰曹喉毛花
夕
7 皱边喉毛花
8 长梗喉毛花
9黑边假龙胆
1 2
.
7 5 0 0
.
5 0 0 0
.
0 0 0 0
.
0 0 0 3
。
0 0 0 0
.
8 0 0 0
.
0 0 0 0
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1
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0 0 0 4
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1
.
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.
0 0 0 3
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0 4 0 0
.
0 0 0 0
.
0 0 0 0
.
0 0 0 2
.
0 0 0
2 2
.
5 0 0 0
.
5 0 0 0
.
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.
0 5 0 0
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8 0 0 0
.
0 0 0 0
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0 0 0 1
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0 0乙
1
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5 0 0 0
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.
7 5 0 0
.
0 0 0 4
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0 0 0 0
.
5 0 0 0
.
0 0 0
1
.
0 0 0 1
.
0 0 0 2
。
0 9 5 0
.
0 0 0 0
.
0 0 0 1
.
0 0 0 2
.
0 0 0
2 4
.
0 0 0 0
.
0 0 0 0
.
0 0 0 1
.
0 0 0 4
.
7 5 0 0
.
6 0 0 0
.
0 0 0 0
.
0 0 0 1
.
0 0 0
1
.
0 0 0 1
.
0 0 0 1
.
0 0 0 3
.
7 5 0 0
.
0 0 0 4
.
0 0 0 0
.
5 0 0 0
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0 0 0
1
.
0 0 0 1
.
0 0 0 2
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5 5 0 1
.
0 0 0 0
.
0 0 0 2
.
0 0 0 2
.
0 0 0
2 1
.
5 0 0 0
.
0 0 0 0
.
0 0 0 1
.
0 0 0 4
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0 0 0 0
.
4 5 7 0
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0 0 0 0
.
0 0 0 1
.
0 0 0
1
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0 0 0 1
.
0 0 0 0
.
0 0 0 3
.
2 5 0 0
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0 0 0 巡. 0 0 0 0 。 5 0 0 0 . 0 0 0
1
.
0 0 0 1
.
0 0 0 3
.
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.
0 0 0 0
.
0 0 0 1
.
0 0 0 2
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1 7
.
5 0 0 0
.
0 0 0 1
.
0 0 0 1
.
0 0 0 1
.
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6 5 0 0
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5 0 0 1
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0 0 0 0
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.
2 5 0 0
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.
1 5 0 0
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0 0 0 1
.
0 0 0 0
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0 0 0
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0 0 0 1 0
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.
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0 0 0 1
.
1 0 0 0
.
0 0 0 1
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0 0 0 1 0
.
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5 0 0 0
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.
0 0 0 0
。
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3 0 0 2
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0 0 0 1
.
0 0 0 0
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0 0 0 1
.
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.
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.
0 0 0 1
.
0 0 0 0
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7 0 0 0
.
3 5 0 0
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.
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.
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.
0 0 0 0
.
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。
0 0 0 1 0
.
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.
5 0 0 0
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.
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.
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。
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1 3
.
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5 0 0 0
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0 0 0 1
.
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4 2 5 1
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0 0 0 1
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0 0 0
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.
5 0 0 1
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0 0 0
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.
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.
0 0 0 3
.
5 6 5 1
.
0 0 0 1
.
0 0 0 0
.
0 0 0 0
.
0 0 0
丫 数值分类方法选用近几年发展起来的 , 很可能给数值分类带来突破性进展的模糊聚 类 分 析
法 1z[ , 其分类过程如下 :
4 甘肃教育学院学报 ( 自然科学版 ) 1, 虹年第 1期
1
、 建立种间的模糊相似关系
经数据处理和分类结果检验 , 选择较为优先的最大最小相似系统数法作为种间的模糊相
似关系 , 即取
只叫n `x . 。 , x , 。 )
艺 .m a x ( x ; 。 , x , 。 )
其中 : i ,
. 1
2 … , 9 , 。 为性状个数 . 并由此相似关系和表 2 提供的样本性状数 据
可求得相应的模糊相似矩阵为
八Uù1甘nō日甘ōnù2.U八O卜Uǎ匕厅者ó日ù口。J只U0éOU0, .去八6nUCQ6J。0COQ口J月住才n.兑éū了八匕.…
R
1
.
0 0 0 0
.
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.
7 9 5 0
.
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.
4 8 0 0
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.
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.
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.
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。
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4 7 0 0
0
.
7 9 5 0
.
8 5 1 1
。
0 0 0 0
.
8 6 4 0
.
4 5 6 0
0
。
8 5 3 0
.
8 6 7 0
.
8 6 4 1
.
0 00 0
.
5 1 6 0
0
.
4 8 0 0
。
4 7 0 0
.
4 5 6 0
.
5 16 1
。
0 0 0 0
0
。
3 9 3 0
。
3 8 6 0
.
38 8 0
.
4 16 0
.
7 3 7 1
0
.
4 0 4 0
.
3 7 6 0
.
3 7 0 0
.
4 0 8 0
.
7 5 7 0
0
.
3 4 5 0
.
3 1 6 0
。
3 0 5 0
。
3 5 6 0
。
7 1 4 0
0
。
4 3 1 0
。
3 9 8 0
。
4 1 1 0
。
4 4 2 0
。
6 5 8 0
.
4 0 4
。
3 7 6
.
3 7 0
.
4 0 8
。
7 5 7
。
8 3 9
。
0 0 0
。
7 1 4
。
6 5 4
/
.
|
|
1
4…|e、
一
、 求模糊等价矩阵 (t R )
求得模糊相似矩阵 R后 , 再利用平方法求出其相应的模糊等价矩阵为
t (一………){…{…
3
、 用模糊等价拒阵 t ( R ) 进行分类
汽= 1 时 , 由 t ( R ) : 得分类结果 : { l } ,
只= 0 . 9 1 4时 , 由 t ( R ) 。 . 。 , `得分结果 :
久= 0 . 5 6 7时 , 由 t ( R ) 。 . 。 。 ,得分结果 :
之= 0 . 5 6 4时 , 由 t ( R ) 。 . 。 . `得分结果 :
几= 0 . 5 3 9时 , 由 t ( R ) 。 . 。 3 。得分结果 :
9 }
。
之= 0 . 7 5 7时 , 由 r ( R ) 。 . 7 。 , 得分结果 :
久= 0 . 7 1 4时 , 由 t ( R ) 。 . , : ` 得分结果 :
{ 2 }
, …
{ 1
,
2 }
,
{ 9 }
。
{ 3 }
,
{ 4 }
, … , { 9 } 。
4 }
,
{ 3 }
,
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,
{ 6 }
, ` 二 , { 9 }
.
4
,
3 }
,
{ 5 }
, 王6 } , … , { 9 } .
4
,
3 }
,
{ 6
,
7 }
,
{ 5 }
,
{ 8 }
,
q`,自口ō .二1占,.一嘴`r谧lJ t
3 }
.
{ 6
3 } , { 6
5 }
, 丈8 手, 凌9 于-
5
,
8 圣, { 9 } .
O`自, .ù月.占矛.嘴吸r砚吸
1 9 91年第 1 期 甘肃教育学院学报 ( 自然科学版 )
之= 0 . 5 6 8时 , 由 t ( R ) 。二 。 。得分结果 : { l
几= 0 . 5 1 6时 , 由 t ( R ) 。 . 。 : .得分结果 : { l
至此 , 全体样本归为一类 .
3 }
,
{ 6之
` 连 . 3 卜。 { . 7 . 5 。 8 , 9 } .
9 }
画1
刻川||训|
we州刹引司别叫l
洲兹画
门!!!|j厂lwe!
?
叮|!l…?!-l!!,|沪
·7
4 6 甘肃教育学院学报 ( 自然科学版 ) 1 991年第 1 期
4
、 画树 系图
由上述 3 的分类过程及结果 , 画出种的分类树系图如图 1 所示 .
二 、 结果分析
1
、 从树系图中可以看到湿生扁蕾与卵叶扁蕾关系密切 , 在 0 . 9 14 处最早结合 . 卵 叶扁
蕾与原变种的区别仅为茎生叶形状不同 (卵状披针形或三角状披针形 ) , 茎上部有分枝 , 以
往有些著作中将其定为糙边扁蕾 ( G . s e a b r o m a r g i n a t a ( H . s m : t h ) M a ) . 模糊数学 分 析
结果支持中国植物志 62 卷的观点 , 将其作为湿生扁蕾的一个变种 . 在 0 . 86 7处前两者先 与细
曹扁蕾结合 , 然后在。 . 86 4处又与扁蕾结合 . 说明它们在许多方面与细曹扁蕾比扁蕾更 为接
近 。 这一点在泡粉学研究中已得到证明 【3 1 ; 湿生扁蕾花粉萌发孔完全为 3 孔沟 , 卵叶 扁 蕾
8 0% 3 孔沟 , 20 % 4孔沟 ; 细尊扁蕾基本为 4 孔沟 , 但偶见 3 孔沟 , 扁蕾则完全为 4 孔沟 。
细曹扁蕾与其原变种在外部形态上的区别仅仅是曹筒口宽度及花尊与花冠长度之比 略 有 差
异 , 二者距离 (相似程度 ) 之差也仅为 0 . 003 , 说明它们的亲缘关系极为密切 。
2
、 喉毛花属 4种分别在 0 . 8 3 9 、 0 . 7 57 和。 . 7 14 处归为类 , 在 0 . 658 处再与黑边假龙胆汇
合。 三个属最后在0 . 5 16 处结合 .
上述分析结果仍然倾向于大多数学者的意见 ; G e n t i a n e l l a 、 G e n t i a n o p s i s 和 c o m a S Om a
应当是独立的属 . 同时表明 : 扁蕾属与喉毛花属及假龙胆属区别明显 , 而喉毛花属则与假龙
胆属亲缘关系较密切 ; 在喉毛花属 4 个种当中 , 镰尊喉毛花与皱边喉毛花亲缘关系最近 , 而
喉毛花则与长梗毛花关系较近 ; 这些与经典分类结果基本一致 .
3
、 鉴于本文只选择了 9 个分类单位 , 24 个性状 , 且大多数为外部性状 . 因而 , 根据这
些性状所作的模糊数学分析及所得树系图 , 仅能反映扁蕾属 、 喉毛花属与假龙胆属及其代表
种间在这些性状上的相关性 . 但是 , 其结果在探讨它们的系统时仍不失为一份重要的参考资
料 。
近年来 , 模糊数学方法已在理 、 工 、 农 、 医等各个领域逐步广泛应用 , 并取得了不少突
破性进展 . 但在植物分类方面的应用还处于初期阶段 . 对于特征的确定 , 数据的处理及方法
的选择等许多问题仍需作大量深入细致的研究 , 以促使该方法有可能成为植物分类的一个有
力手段 .
参 考 文 献
何廷农 . 中国龙胆属植物研究 ( 1 ) . 植物分类学报 , 23 ( 1 ) : 43 一 52 . 1 9 8 .5
2 汪培庄等 . 应用模糊数学 , 北京经济学院出版社 , 19 8 9 : 10 4一 12 6 .
3 马骥等 , 甘肃龙胆科植物花粉形态 , 西北植物学报 , 1 9 91 . 3 : 2 51 一 2 5 .5