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广义大苞兰属(Sunipias.l.)隶属兰科树兰亚科石豆兰亚族,含大苞兰属(SunipiaLindl.)和堇兰属(IoneLindl.)二属,全世界约24种,从喜马拉雅地区沿高黎贡山、缅甸一直分布到中南半岛和我国台湾岛。本届植物因花粉块具有粘盘和粘盘柄特征而明显区别于石豆兰属。本研究基于分子系统学和微形态学证据,探讨广义大苞兰属的系统发育关系及地理分布格局。
1.分子系统学
利用核核糖体nrITS和三个叶绿体片段(matK,trnL-F,psbA-trnH)对76个样品(42个自测样品、34个GenBank下载),进行分子系统学研究。结果表明石豆兰属可初步分成两大支系:一支由热带美洲和非洲类群构成,其中热带美洲类群嵌套于非洲类群中;另一支为亚洲类群。广义大苞兰属嵌套于石豆兰属亚洲支中,但其单系性得到很好支持;狭义大苞兰属和堇兰属的划分并未得到支持;由于内部节点支持率较低,属下系统发育关系并未得到充分阐述。
2.微形态学
利用扫描电镜对广义大苞兰属的叶表皮、花粉和种子形态进行观察,并与石豆兰亚族其它类群如石豆兰属、短瓣兰属和三角兰属进行了比较分析。结果表明广义大苞兰属在叶表皮细胞形态和花粉粒形态上存在种间差异,但与石豆兰等属相比并没有明显的特征,种子形态的区别也不明显。因此,这些器官的微形态性状不足以作为属间的区别性状。
3.关键性状的演化
在石豆兰亚族中,仅广义大苞兰属和短瓣兰属的花粉团具粘盘和粘盘柄,并以三种不同形式存在:四个花粉团具一个粘盘和粘盘柄;四个花粉团具两个独立粘盘和粘盘柄;四个花粉团具两个粘盘柄和一个粘盘。基于分子系统学证据,我们推测该性状演化路线:四个花粉团着生于一个粘盘柄,此性状在石豆兰亚族中独立起源了两次,一次发生于短瓣兰属中,另一次发生在广义大苞兰属暗紫大苞兰中;在广义大苞兰属中两个独立的粘盘和粘盘柄为原始性状,应在广义大苞兰属起源一次;两个粘盘柄共用一个粘盘为衍生性状,其演化路线不明。
4.分布格局初探
基于广义大苞兰属现代分布格局的分析,并结合分子系统学证据,我们推测该属植物可能从热带亚洲沿缅甸和高黎贡山向北扩散到东喜马拉雅地区,由于东喜马拉雅地区气候和生境的多样化导致大苞兰属在该地区快速物种分化,并形成多个特有种。
综合分子系统学和形态学证据,我们建议将广义大苞兰属作为石豆兰属的一个组或亚属处理。