东亚地区帚菊木族的系统学与生物地理学

	东亚地区帚菊木族的系统学与生物地理学
其他题名	Phylogeny and Biogeography of the Tribe Mutisieae in Eastern Asia
	林娜娜
导师	李德铢
学位专业	植物学
关键词	帚菊木族孢粉学比较胚胎学叶表皮解剖分子系统学生物地理东亚
摘要	帚菊木族（Tribe Mutisieae Cass.）是菊科较基部的一个类群，中南美洲是其主要分布中心，东亚地区亦为该族的分布中心之一，分布有栌菊木属群（Nouelia group）、帚菊属群（Pertya group）、扶郎花属复合群（Gerbera-complex）三个关键类群。本文利用孢粉学、比较胚胎学、叶表皮解剖学和分子系统学等多学科的研究手段，对这几个关键类群进行了系统研究，主要探讨了这些类群的属间及部分属的种间关系。在综合已有各分支学科资料的基础上，利用化石资料对东亚帚菊木族各类群的起源、分异时间进行校正，并对它们的地理分布格局的形成进行了初步的探讨。主要研究结果如下： 1孢粉学对东亚地区帚菊木族8属27个种1个变种及产于美洲的Gochnatia 1个种进行了光镜和电镜研究，其中22种是首次研究报道。研究该族的8个属中，花粉粒通常对称，等极，三孔沟。赤道面观球形或近长球形，极面观三裂圆形。在扫描电镜下观察，花粉外壁纹饰可分为三种类型，即：粗颗粒状、细颗粒状和刺状。研究结果表明，Macroclinidium 的花粉特征与其他7个属有显著的区别。东亚帚菊族花粉形态特征在种间变化较小，但其对于研究属间关系提供了十分有用的依据，对于进一步了解该族的进化历史具有重要意义。 2比较胚胎学主要对亚洲产白菊木属（Leucomeris D. Don）和栌菊木属（Nouelia Franch.）中的代表种（Leucomeris decora D. Don和Nouelia insignis Frach.）的大小孢子从产生，发育直至成熟的整个过程进行了详细观察，在结合已知的兔儿风属（Ainsliaea DC.）和Gerbera胚胎学资料基础上，对其胚胎学特征进行比较和分析，探讨它们之间的亲缘关系。研究结果表明，白菊木属和栌菊木属的胚胎学特征较为相似，均只具有一列孢原，花药壁三层，每层只有单层组成，单核腺质绒毡层，倒生胚珠，单珠被薄珠心，八核蓼形胚囊。但它不同之处在于，其各个分化时期的发生和持续时间稍有差异。结果支持白菊木和栌菊木互为姐妹群的关系，同时，它们的胚胎学特征具有一定的原始性，表明了白菊木和栌菊木可能为古老的类群的后裔。 3 叶表皮解剖选取了12属 31个种在光镜和电镜下进行观察。研究发现气孔器普遍存在于叶的下表皮，少数种上表皮也有分布，气孔器主要分为星状（staurocytic）和无规则（anomocytic）两种类型。叶表皮细胞种间区别不明显，属间较为一致，叶表皮细胞为多边形和不规则形，垂周壁平直、弓形、浅波状或波浪状。气孔器表面观为椭圆形和近圆形，气孔外拱盖内缘近平滑至浅波状。其中Macroclinidium具有双层气孔外拱盖。大部分种叶表面光滑无蜡质或角质，部分种叶表面具薄片状或层状蜡质。 4分子系统学基于对东亚地区帚菊木族及相关类群的ITS、ndhF、trnL-F、rpl16四个DNA分子序列的单独和联合分析，结果发现东亚的白菊木与分布于产于美洲的Gochnatia关系较远，应恢复其原有属名为Leucomeris D. Don，白菊木和栌菊木属为姐妹群关系，在系统树上较为孤立，与南美的Stifftia J. C. Mikan属位于帚菊木族的基部位置。兔儿风属是一个单系类群，但其属下分组有待商榷。基于前面分子系统学和形态学的证据，蚂蚱腿子属（Myripnois Bunge）应并入帚菊属(Pertya Sch. Bip.)中，为其华帚菊系(Ser. Sinenses Ling)的成员之一，这样Pertya group减少为三个属。对Gerbera complex分析结果支持Jefrey (1967)和吴征镒等（2002）的观点，即Piloselloides应该从Gerbera中分离出来，恢复为单独的属，而Gerbera和Leibnitzia的属间关系未得到很好的解决，目前倾向于将这两个属作合并处理，但这有待于进一步扩大取样范围进行深入研究来进行验证。 5生物地理学使用分子钟对东亚分布的帚菊木族的起源、分异时间进行较正，并在此基础上探讨了这些类群现在地理分布格局形成的过程。研究认为帚菊木族起源于始新世晚期，为新热带起源。Nouelia group祖先类群从起源地沿北美，通过当时尚存的白令陆桥或北大西洋陆桥向亚洲扩散，第四纪冰期在我国西南部避难所得以保存，并在冰期后期分化为两个属，与南美的几个较原始的属为平行演化关系。Gerbera complex的祖先在向亚洲及非洲迁徙过程中分为两支，一支后期分化为南美现代的Chaptalia、Trichocline等属，另一支则迁移至非洲，并在迁移途中发生分化，部分种属在第四纪冰期在我国西南地区得以保存，并在冰期后向北扩散。东亚现存的Pertya group与非洲的一些属有共同的祖先类群，在第四纪冰期后逐渐向北扩散，并因多变的气候发生辐射演化。
语种	chi
	2007-06-08
学位授予单位	中国科学院昆明植物研究所
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/296
专题	昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	林娜娜. 东亚地区帚菊木族的系统学与生物地理学[D]. 昆明植物研究所. 中国科学院昆明植物研究所,2007.

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