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虎尾草亚科的系统学和演化研究

刘青  
【摘要】:禾本科虎尾草亚科(Chloridoideae) 主要分布在全球湿热及少数干热地区, 有近150 属1500 种,是禾本科的第二大亚科。综合比较虎尾草亚科的七个分类系统,我们认为属上类群的系统学需要深入研究。本文采用孢粉学、籽实学、花序拓扑学、细胞学、发育形态学、分子系统学等多学科的手段和方法,集中研究了虎尾草亚科的属上类群的系统学,进一步揭示虎尾草亚科的典型花序类型—指形花序—的演化规律。主要研究内容如下: 孢粉学方面,首次利用光学显微镜、扫描电镜、和透射电镜对虎尾草亚科42 属59 种植物的花粉形态进行了观察。根据萌发孔和外壁纹饰的差异可分为五种花粉类型,其中疣状和短脑纹负网状的花粉类型为新报道。在此基础上,编制了花粉类型检索表。孢粉学性状对虎尾草亚科属上类群的分类具有较大的价值。推测花粉外壁的演化趋势为:粒型→岛型。支持虎尾草亚科是在热带起源和分化的类群。 籽实学方面,利用体视解剖镜和扫描电镜对虎尾草亚科45 属58 种植物颖果的宏观和微观形态进行了观察。根据颖果腹面和种脐形态的差异可分为三种颖果类型,颖果的鉴别性状包括六种颖果形状、七种外壁纹饰、三种花柱基类型,其中颖果的七种外壁纹饰和三种花柱基类型为新报道。在此基础上,编制了颖果形态检索表。籽实学性状对虎尾草亚科属上类群的分类具有重要的价值。推测颖果腹面形态的演化趋势为:凸腹→平腹或凹腹。 花序拓扑学方面,首次应用新兴的拓扑学方法,利用体视解剖镜对虎尾草亚科61 属81 种2 亚种植物的花序形态进行了观察。虎尾草亚科的花序是复顶的真花序。基于均质化和平截的差异可分为4 种基本类型和13 种亚型,均为新报道。在此基础上,编制了花序类型检索表。推测12 条可能的演化路线,花序多样化是演化路线独立、跳跃、交叉综合作用的结果。花序拓扑学性状对虎尾草亚科属上类群的分类具有重要的价值。为花序多样化的研究奠定了理论基础。 细胞学方面,总结了虎尾草亚科67 属601 个分类群的细胞学资料。虎尾草亚科的染色体基数是10 或9,来源于原始染色体基数的多倍化和非整倍性减少。


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