植硅体形态在竹亚科分类鉴定中的应用

	植硅体形态在竹亚科分类鉴定中的应用; The application of phytolith morphology for taxonomy and identification of bamboos (Poaceae：Bambusoideae)
	刘杰
导师	李德铢
学位专业	生物工程
关键词	竹亚科植硅体性状演化形态鉴定
摘要	植硅体是存在于高等植物细胞内或细胞间的含水二氧化硅（SiO2·nH2O）颗粒，具有以下特点：（1）理化性质稳定，具有耐腐蚀、抗高温特性，在植物凋零或死亡之后，可以在土壤中保存相当长的一段时间；（2）形态记录了它所来源的植物细胞的特征，据此可以对植物进行分类鉴定；（3）个体小产量大，很多植物都能在体内积聚植硅体，并且在植物体的不同部位，包括根、茎、叶、花、果实以及种子都能够产生。这些特点使得植硅体与植物孢粉拥有相似的特性，作为近年来得到快速发展的新兴学科方向，而被广泛地应用到植物学、地质学、考古学等多个学科之中。为了解竹亚科（Poaceae: Bambusoideae）植物产生的短细胞植硅体形态类型并探索其在该亚科内部的分类鉴定能力以及植硅体形态演化与竹亚科系统发育之间的关系，我们在竹亚科水平上选取了113种竹子进行了研究，其中温带木本分支的青篱竹族（Arundinarieae）25属69种，热带木本分支的箣竹族（Bambuseae）22属41种，草本分支的莪利竹族（Olyreae）3属3种，对其叶片中产生的植硅体进行了观察、测量及统计分析工作，得到了以下主要结果：1、长鞍型植硅体作为竹亚科植物的鉴定类型，在本研究中的绝大部分种类中都能够大量产生，但是不同类群产生的长鞍型植硅体形态在大小、长短以及腰部宽窄三个方面存在差异。基于测量的六个参数（长、宽、腰宽、面积、长宽比以及腰宽比）对97种竹子产生的长鞍型植硅体形态进行了聚类分析，将得到的聚类分析树与竹亚科最新的系统发育树进行了比较，发现整体上亲缘关系近的竹子类群能够产生形态相似的植硅体，但是并没有明显的相关性，部分亲缘关系较远的类群也能够产生形态相似的植硅体，因此利用长鞍型植硅体对竹亚科属种一级分类单元进行分类鉴定时需要谨慎。2、发现了部分竹子类群能够产生非长鞍型具有特异形态的植硅体，如温带木本竹的箬竹属分支的部分种类能够产生云朵型植硅体；新热带木本竹Chusquea属的两个种和温带木本竹的高山竹类部分种能够产生哑铃型植硅体；温带木本竹的悬竹属（Ampelocalamus）的3个种能够产生不规则五边型植硅体；热带木本竹的大多数种类能够产生两叶型植硅体；而草本竹则能够产生十字型植硅体和三叶型植硅体。进一步对这些特异形态植硅体进行了性状演化分析，发现这些特异形态植硅体在系统树中可能的演化式样。其中产生云朵型植硅体和不规则五边型植硅体的类群在系统树上各形成了一个单系，说明这两个植硅体形态很可能为单次起源于这些类群中；哑铃型植硅体则在竹亚科演化中发生了多次，并且在演化过程中这一植硅体形态在特定类群中得到了加强；而两叶型植硅体则在热带木本竹演化中发生了多次。产生特异形态植硅体的类群在系统发育树上呈现出一定的规律性也支持了植硅体形态在竹亚科中具有系统发育信号。本研究在丰富了竹亚科植硅体形态多样性研究资料的同时，也为植硅体在竹亚科低分类阶元中分类鉴定能力的提高提供了可能的解决方案。
	2019-06
学位授予单位	中国科学院昆明植物研究所
学位名称	硕士
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/74017
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	刘杰. 植硅体形态在竹亚科分类鉴定中的应用, The application of phytolith morphology for taxonomy and identification of bamboos (Poaceae：Bambusoideae)[D]. 中国科学院昆明植物研究所,2019.

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刘杰硕士毕业论文终版.pdf（42254KB）	学位论文		限制开放	CC BY-NC-ND	请求全文