蕉科的系统演化与生物地理学

	蕉科的系统演化与生物地理学
	刘爱忠
导师	李德铢
学位专业	植物学
关键词	芭蕉科（musaceae）系统发育分类修订生物地理
摘要	本文采用形态学、解剖学、抱粉学、细胞学、传粉生物学和分子系统学等多学科的手段和方法，集中研究了芭蕉科（Musaceaesensu stricto）的系统与演化规律，分别基于广义形态学的综合资料和不同分子片段，对芭蕉科的系统发育进行了比较分析，讨论了芭蕉科三属间的系统演化关系，探讨了芭蕉科起源、分化和现代分布的成因。在形态解剖学上，通过广泛的野外调查和文献研究，对芭蕉科三属植物的性状及其分类学意义进行了全面的比较分析，纠正前人对芭蕉科某些类群形态描述上的错误；分别检查了三属12种植物在光学显微镜和电镜扫描下的叶表皮特征，发现三属间的叶表皮特征没有明显的系统学意义；通过对芭蕉科三属10种的叶横切研究，发现芭蕉属和象腿蕉属均有两层皮层细胞，而地涌金莲有3层皮层细胞组成，特别是芭蕉属植物在上表皮的皮层和叶肉细胞相接处，皮层细胞的内壁加厚且排列紧密而规则，形成类似“隔膜（septa）”状的结构，这种结构与象腿蕉属和地涌金莲明显不同，而地涌金莲和象腿蕉属在维管束与皮层细胞的连接方式上和芭蕉属明显不同，此外，发现在地涌金莲叶横切结构上，具有发达的板状根( buttress )结构，和其它两属明显不同。抱粉学的资料表明：在芭蕉科三属中，抱粉的表面纹饰具有明显的差异，其演化趋势为从具瘤状突起到表面光滑。在象腿蕉属中，分布在非洲的E. ventricasum与分布在亚洲的E. glaucum的抱粉表面纹饰显著不同。地涌金莲的抱粉纹饰特点位于象腿蕉属和芭蕉属的中间类型；在芭蕉属中，抱粉的表面光滑，雕纹很浅。细胞学研究首次报道了Musa nagensium和M. aracoccinea的染色体数目分别为2n＝22和2n＝20,验证了芭蕉科三属s种的染色体数目。结果证实了地涌金莲和象腿蕉植物具有相同的染色体基数（x二9），有着密切的亲缘关系。基于广义形态学资料和两个片段（rrs和trnL一F）的序列资料的系统发育分析显示了芭蕉科是严格的单系类群，象腿蕉属是芭蕉科早出的自然类群，地涌金莲属的真实性得到了支持，且地涌金莲和芭蕉属为晚出类群。在芭蕉属中，芭蕉属是否为单系发生的自然类群受到了很大的怀疑。现有数据的分析结果来看，芭蕉属作为单系类群未能得到较高的支持率。在芭蕉属内，直立花序类型不是一次发生的结果，下垂花序类型在系统发育上有着密切的关系。芭蕉属下的系统学关系不支持目前流行的属下分类系统。本文开展了中国芭蕉科植物的分类学修订工作，提出了芭蕉属的1个新种，澄清了2个未详知种，纠正了中国植物学文献中对芭蕉属中2种分类鉴定上的错误，发现了3个异名。生物地理学研究认为，芭蕉科在早第三纪在北半球有着更广泛的分布区，现行分布格局的形成与第三纪晚期寒流和第四纪冰川的南移有着密切关系。象腿蕉属的亚一非间断分布是原有分布区萎缩的结果；地涌金莲的局限分布与喜马拉雅的抬升紧密相关，它的形成是特殊生境下种系发生的结果。芭蕉属现代的分布格局既是物种分化的结果，也是迁移、扩散的结果。芭蕉属在热带亚洲和热带澳洲的间断分布与第四纪后物种从北向南迁移扩散可能密切相关。
语种	中文
	2001
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/151853/572
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	刘爱忠. 蕉科的系统演化与生物地理学[D]. 中国科学院昆明植物研究所. 中国科学院昆明植物研究所,2001.

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