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5种楠属植物种子特征及其在分类中的意义



全 文 :·资源与利用·
收稿日期:2015-10-09
基金项目:湖北省科技厅支撑计划(编号:2013BBB 24)。
作者简介:张 建(1984—),男,河北武强人;博士,讲师,主要从事植物
学研究,E-mail:zhangjian840000.163.com。
通讯作者:费永俊。
5种楠属植物种子特征及其在分类中的意义
张 建1,2, 徐思远1, 李 刚1, 王 群1, 费永俊1,2
(1.长江大学园艺园林学院, 湖北 荆州434025;
2.长江大学楠木种质资源评价及创新中心, 湖北 荆州434025)
Morphological Characteristics of Seeds in Five Species of Phoebe
and Its Taxonomic Significance
ZHANG Jian1,2,XU Siyuan1,LI Gang1,WANG Qun1,FEI Yongjun1,2
摘 要:应用光学显微镜对5种楠属植物种子形态进行观察,
结果表明:1)种子长宽比在楠属植物分类上有一定参考意义;
2)5种楠属种子的种脐形状、大小具一定差异,小叶楠和白楠
种脐呈圆锥状突起;紫楠种脐如火山口,外缘突起,内部凹陷;
湘楠种脐稍下陷,近圆形,具较多小瘤状突起;浙江楠种脐有一
大一小2个突起;种脐可作为楠属植物分类的辅助参考;3)浙
江楠和湘楠为多胚性,紫楠、白楠、小叶楠为单胚性,子叶两侧
对称;4)5种楠属种子的表面纹饰是由粘性物质和种皮所固
有纹饰共同组成,其中紫楠种子具数条纵棱,其它4种均为嚼
烂状。综上,种子形态特征在楠属植物上存在一定差异,可为
楠属分类提供依据,并为探讨该属的系统演化提供有价值的参
考资料。
关键词: 楠属;种子;形态特征;种脐
DOI编码: 10.16590/j.cnki.1001-4705.2016.02.050
中图分类号: S 323   文献标志码: A
文章编号: 1001-4705(2016)02-0050-04
楠属植物,我国有34种3变种,是樟科经济价值
较大的一个属,多为高大乔木,木材坚实,结构细致,不
易变形和开裂,在建筑、家具、船板、雕刻和精密模具等
领域有广泛应用[1],是集经济、生态、绿化美化等功能
于一体的优良阔叶树种。人们习惯将该属植物统称为
楠木。楠属植物分类较为混杂,混称、别称也较多,严
重影响楠属植物的鉴定以及开发利用。李朗根据分子
学证据,认为应把小叶楠归入润楠属[2],楠属和润楠属
植物亲缘关系近,在分类上应该做更多工作。目前,楠
属种子的特征还未见相关报道。种子形态特征具有种
的稳定性,其性状在分类学上的意义不亚于花粉形
态[3]。种子大小、形状、颜色、种皮纹饰和种皮表皮细
胞在植物分类上都有不同程度的意义[4-5]。种皮细胞
在属、种甚至种以下水平也具有分类作用[6],种子表面
附属物对植物分类也具有限定作用[7]。此外,种子长
宽比在分类上也具有重要的参考价值[8]。种子形态特
征在解决分类问题、建立进化关系、阐明种子形态结构
的适应意义等方面具有广泛应用[9]。本研究选用楠属
常见的5种植物:毛花组的浙江楠(Phoebe chekian-
gensis C.B.Shang)、紫楠(Phoebe sheareri (Hemsl.)
Gamble var.sheareri)、白 楠 (Phoebe neurantha
(Hemsl.)Gamble var.neurantha)和光花组的湘楠
(Phoebe hunanensis Hand.-Mazz.)、小叶楠(Phoebe
microphylla H.W.Li)的种子进行形态特征分析,以
期为楠属植物的种间分类提供依据。
1 材料与方法
1.1 材 料
实验材料均于2014年10月采自中国科学院武汉
植物园浙江楠、紫楠、白楠、湘楠和小叶楠树上的种子。
1.2 方 法
1.2.1 种子外部形态
在Laica体视显微镜下观察种子的形状及表面颜
色并拍照,并用游标卡尺测量种子的长度、宽度和厚
度。长度指从种脐至种子顶端的距离;宽度指垂直于
长度的距离;厚度指垂直于宽度的第3个平面的距离。
每个物种取15~25粒种子进行测量,计算其平均值及
标准偏差值,并进行方差分析。
1.2.2 种子内部结构
种子的内部形态结构同样具有重要意义,如子叶
的位置和排列方式在种属分类上具有参考依据[10],因
此,在解剖镜下沿背缝线小心对5种楠属植物种子进
行纵切,而后在体视显微镜下观察胚的形状及长度,胚
乳的质地及颜色等性状并进行拍照。
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第35卷 第2期 2016年2月             种 子 (Seed)          Vol.35 No.2 Feb. 2016
表1 5种楠属植物种子外部特征的比较
种 长(cm) 宽(cm) 长/宽 厚(cm) 形状
湘楠 1.135±0.049b 0.645±0.040b 1.763±0.092b 0.585±0.043b 卵球性
白楠 1.015±0.050c 0.752±0.078a 1.358±0.116c 0.667±0.079a 近球形
小叶桢楠 1.279±0.110a 0.668±0.055b 1.929±0.269a 0.589±0.038b 长卵球形
紫楠 0.907±0.054d 0.536±0.027c 1.696±0.119b 0.482±0.035c 卵球性
浙江楠 1.125±0.054b 0.649±0.046b 1.738±0.091b 0.583±0.052b 卵球性
F值 64.338  33.291  28.052  24.087
Sig. 0.000 0.000 0.000 0.000
  注:不同字母表示5种楠属植物种子差异显著(p﹤0.05)。
1.3 数据处理
用SPSS 19.0统计软件对测
量的种子大小数据进行处理,用
平均值±标准误表示,以代表种
子的变异幅度。
2 结果与分析
2.1 5种楠属植物种子外部形
态特征的比较
  5种楠属植物种子的观察和测量见表1。结果表
明,5种楠属植物种子在外形上均为椭圆形。从种子
长度可以得出,除湘楠和浙江楠长度未达到显著性差异
外,其余几种均有显著性差异;从宽度看,白楠最宽,并
与其它4种达到显著性差异,其次为湘楠、小叶桢楠和
浙江楠,这3种无显著性差异,但均与宽度最小的紫楠
达到显著性差异;种子的长宽比是决定种子外形的重要
特征[10],白楠长宽比最小,为1.358±0.116,与其它4种
楠属植物种子均有显著性差异,小叶桢楠长宽比最大,
为1.929±0.269,与其它4种均有显著性差异,其它3种
均无显著性差异。从厚度来看,白楠最厚,与其它4种
均达到显著性差异,形态上近球形;紫楠厚度最小,并与
其它4种达到显著性差异;湘楠、小叶楠和浙江楠之间
无显著性差异。因此,种子长宽比作为一个稳定性状,
可以作为楠属植物鉴定的依据之一。
2.2 5种楠属植物种子形态观察
2.2.1 白楠种子形态描述
种子平滑,种脊不明显,呈卵球形(图版Ⅰ-1),长
8~10.7mm,宽6.3~9.1mm。种皮纹饰嚼烂状,黏液
物质堆积较多(图版Ⅰ-2),去掉种皮后,可明显看到2片
子叶(图版Ⅰ-3),种子两侧对称,单胚性(图版Ⅰ-4)。种脐
呈圆锥状突起(图Ⅱ-1)。
2.2.2 紫楠(紫楠)
  种子较平滑,长7.9~10mm,宽5~5.8mm(图版
Ⅰ-5),种脊明显,有数条纵棱(图版Ⅰ-6),呈卵球形。
种脐如火山口,外缘突起,内部凹陷(图Ⅱ-2)。种子单
胚性,两侧对称(图版Ⅰ-7)。
2.2.3 湘 楠
  种子平滑,种脊不明显,呈卵球形(图版Ⅰ-8),长
10.5~11.9mm,宽5.8~7mm。去掉种皮后,可看到
湘楠种子由好几部分组成(图版Ⅰ-9),沿缝隙切开后,
可见种子由大小不同的5部分组成(图版Ⅰ-10),对每
一部分进行观察,均发现胚的痕迹(图版Ⅰ-11~15)。
种脐稍下陷,近圆形,具较多小瘤状突起(图Ⅱ-3)。种
皮纹饰为嚼烂状。种子具多胚性。
2.2.4 小叶桢楠
  种子平滑,种脊不明显,呈长卵球形(图版Ⅰ-16),
长10.8~14mm,宽5.2~7.6mm。去掉种皮后,可看
到明显的两片子叶,呈长卵形(图版Ⅰ-17),切开后,可
看到胚位于上端(图版Ⅰ-18)。种子单胚性,两侧对
称。种脐呈圆锥状突起,外围有明显的凹痕(图Ⅱ-4)。
种皮纹饰为嚼烂状。
2.2.5 浙江楠
  种子平滑,种脊稍明显,呈卵球形(图版Ⅰ-19),长
8.1~12.2mm,宽4.3~7.1mm,种子大小变异较大。
去掉种皮后,种子两侧不等,(图版Ⅰ-20)。沿腹缝线
切开,可见种子由4部分组成(图版Ⅰ-21),每一部分
均可见胚残留,具多胚性(图版Ⅰ-22~25)。种脐有一
大一小两个突起(图Ⅱ-5)。种皮纹饰嚼烂状。
依据种子形态特征,将楠属5种植物列出分种检
索表如下:
1.种子单胚性
  2.种子无纵棱或一条纵棱
   3.种子有一稍明显纵棱,种子狭长形
小叶楠
…………
……………………………………………
   3.种皮光滑,无纵棱,种子近卵球形 白楠……
  2.种子有数条纵棱,种脐为火山口状 紫楠………
1.种子多胚性
  4.种脐稍下陷,近圆形,具较多小瘤状突起
湘楠
……
………………………………………………
  4.种脐有一大一小2个突起 浙江楠……………
3 结果与分析
3.1 依据中国植物志记载,小叶楠和湘楠为光花组,
浙江楠、白楠、紫楠属于毛花组,但从种子形态综合特
征分析,湘楠和浙江楠均具有多胚性,种子长、宽、厚以
及长宽比等均无显著性差异,种皮纹饰均属于嚼烂型,
二者相似度较高,亲缘关系更近一些,当然这还需要进
一步的分子验证。
3.2 5种楠属种子表面纹饰一方面是由黏液物质堆
积造成的,另一方面也是种皮所固有的[11]。从观察结
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资源与利用  张 建 等:5种楠属植物种子特征及其在分类中的意义
图版Ⅰ 1~4白楠,5~7紫楠,8~15湘楠,16~18小叶楠,19~25浙江楠
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第35卷 第2期 2016年2月             种 子 (Seed)          Vol.35 No.2 Feb. 2016
图版Ⅱ 5种楠属植物种脐形状观察1白楠;2紫楠;3;湘楠;4.小叶楠;5.浙江楠
果可以看出,除了紫楠有数条明显的纵棱外,其它4种
楠属植物种皮都比较平滑,种皮纹饰也都属于嚼烂型,
属内物种间表现出较高程度的相似性,楠属植物种皮
纹饰对楠属植物的分类具有一定意义。
3.3 小叶楠、白楠、紫楠除种皮纹饰和单胚性相似外,
在种子长、宽、厚、长宽比等方面均存在显著性差异,从
种脐形状进行分析,也有明显不同。浙江楠与紫楠关
系极为密切,但从种子形态特征分析,二者在种皮纹
饰、胚性等方面还是存在显著性差异。5种楠属植物
的种脐均呈现不同的特征,这在楠属植物分类中可以
作为一种重要的参考标准。
  在今后研究中,应加大取样数量,利用多种试验手
段为进一步寻找新的楠属属下分类特征,为解决属内
种间系统关系问题的深入研究奠定基础。
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资源与利用  张 建 等:5种楠属植物种子特征及其在分类中的意义