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螺序草属Spiradiclis B1.分布在亚洲东南部,其主要特征是草本、花5基数、花柱异长、花冠裂片镊合状排列、蒴果近球形至线状长圆形,纵向开裂为4果瓣和种子多数。本属的一些种类具有药用价值和观赏价值,但前人对本属的研究不足,有较多的分类学问题。本文首次运用形态解剖学、孢粉学、细胞学和支序系统学等多学科手段尝试解决前人留下的螺序草属分类学问题,并探讨属内分类群间的系统关系。主要研究结果如下:
1、通过广泛查阅文献和标本、进行微观形态观察,并结合野外调查,对螺序草属进行分类修订,确认本属有32种、2变种。运用分支分析重建本属系统发育关系,提出了新的分类系统,把螺序草属分为扁果亚属subgen.Platycarpa Q。X.Maet F.W.Xing和螺序草亚属subgen.Spiradiclis。文中对每一分类群的形态特征做了详细描述,并列出分亚属和分种检索表。
2、首次利用光镜(LM)和扫描电镜(SEM)对本属种子和叶表皮微形态进行研究。种子微形态研究表明螺序草属种子形状不规则,种皮纹饰蜂窝状,但种皮细胞轮廓、大小和其上分布的突起类型等的组合特征是一个很好的分类学性状。叶表皮微形态研究表明本属上下表皮细胞轮廓为不规则多边形、4-6边形或不清晰,表皮细胞平周壁平滑或具各种纹饰;气孔平列型,仅在下表皮出现。表皮毛微形态显示其由多个单列细胞构成,表面具条纹状或乳头状纹饰。气孔大小和密度、叶表皮细胞的形状和大小、表皮毛及其表面纹饰的类型等性状的组合对属下种间划分具有重要参考价值。
3、首次利用LM、SEM、透射电镜(TEM)研究螺序草属花粉形态。结果表明本属花粉为单粒、近球形至椭球形,3孔沟、极少有4孔沟、表面具穿孔状纹饰,体积为16.56-34.08×17.22-24.32μun(P×E)。本属植物和茜草科的很多类群一样也具有花粉二型现象和““芽状”结构。花粉形态在属下分类运用上有局限性,但在系统发育上却可以提供重要信息,比如,花粉单型的种类比花粉二型的进化。
4、首次进行螺序草属细胞学研究,以石生螺序草Spetrophila幼嫩花序为材料进行核型分析。石生螺序草核型公式为2n=2X=22=6m+16T,具有茜草亚科Rubioideae内原始的染色体基数11和染色体倍数,说明本属是此亚科中原始分类群。
5、对螺序草属现代分布格局进行分析,发现本属88.2%的种类为热带或亚热带地区石灰岩特有种,为热带亚洲分布类型。综合分析本属的现代分布格局、系统位置、演化关系,结合地质学方面的资料,初步推断本属可能起源于早第三纪的广西和云南东南部的石灰岩地区。分析本属生存现状后发现其分布区窄、繁殖能力低、生境破坏严重,极易灭绝,应该开展本属保护生物学和繁殖生物学等方面的研究。