中国木兰科11属40种植物的核形态研究

为了探讨木兰科属间系统学关系和一些种的分类学地位,对中国木兰科11属40种进行了核形态研究。所研究的20种木莲属植物都为二倍体,表明木莲属植物主要是在二倍体水平上进化的,不同的种类具有各自的遗传组成,细微的染色体结构变异可能导致种间形态发生了明显的变化。木兰属的染色体数目具多样性,表明属内存在着不同倍性水平上的进化,说明木兰属分布广泛、形态复杂多样有其细胞学基础。细胞学证据支持木莲属应为独立的属,不宜于归并到木兰属。已观察的含笑属都为二倍体,而木兰属玉兰亚属的大多数种类为多倍体。我们认为维持现有的含笑属的分类地位和范围是恰当的,不支持将含笑属和玉兰亚属合并为一属。拟单性木兰属都是多倍体。木兰科植物形态特征重叠,性状呈网状进化,细胞学证据在探讨一些大属属下种的分类地位时具有一定价值,但论及整个科的分类系统和属间亲缘关系时,作用比较微弱。本文在细胞学基础上,结合形态和地理分布,重点对木莲属一些种类的分类地位进行了讨论。     

凹叶厚朴染色体核型分析

凹叶厚朴是我国的特产,是一种珍贵的中药材,也可作为观赏树或行道树。凹叶厚朴(Magnolia officinalis var.biloba)属于木兰科(Magnoliaceae)木兰属(Magnolia)植物凹叶厚朴的染色体核型尚未见到报道。本文对凹叶厚朴的染色体进行了观察和分析。     

国产木兰科6属植物柱头表面形态比较

用扫描电镜对中国产木兰科单性木兰属、木兰属、木莲属、含笑属、拟单性木兰属和观光木属的42种植物柱头表面形态进行观察.结果表明,42种木兰科植物的柱头均为干柱头,包含单细胞乳突型和多细胞乳突型两类.单性木兰属和观光木属植物是单细胞乳突型;木莲属、含笑属和拟单性木兰属植物是多细胞乳突型;木兰属中木兰亚属植物两型均有,而玉兰亚属则均为多细胞乳突型.结合其他证据,本文支持单性木兰属、木莲属、含笑属、拟单性木兰属和观光木属的建立,并认为在系统学问题较复杂的木兰属中,玉兰亚属是一个相对独立的单系类群,将其独立成属也不无道理,而木兰亚属可能不是一个单系类群,还需要进一步的深入研究,积累更多的性状数据.     

木兰科主要属种核DNA含量(2C-值)的检测

植物核DNA含量(2C-值)作为描述生物多样性的一个主要特征参量,对植物资源的研究具有重要意义。本文选取木兰科(Magnoliaceae)中10个代表性属,即木兰属(Magnolia)、含笑属(Michelia)、木莲属(Manglietia)、鹅掌楸属(Liriodendron)、盖裂木属(Talauma)、合果木属(Paramichelia)、观光木属(Tsoongiodendron)、华盖木属(Manglietiastrum)、单性木兰属(Kmeria)和拟单性木兰属(Parakmeria)下的23个种;以玉米(Zea mays)核DNA含量(5.45 pg/2C)为标准,通过流式细胞术测定各样品的核DNA含量(2C-值)。结果表明,23个种的核DNA含量从3.25 pg(3 178.50 Mbp)到13.61 pg(13 310.58 Mbp)不等;且CV值均5%。本研究结果可为木兰科中主要属下单元基因组大小的评估和其他植物核DNA含量的测定提供参考,同时也为木兰科植物资源的保护和利用研究奠定基础。     

中国木兰科植物的叶结构及其油细胞的比较解剖学研究

利用组织透明法、石蜡切片法及薄切片法对木兰科10属82种1亚种植物叶片的结构和油细胞的 分布密度、结构及其在叶肉中的分布进行了比较研究。鹅掌楸亚科和木兰亚科在叶结构上的主要区别是：鹅掌楸亚科两种植物叶的部分下表皮细胞乳突状,且整个细胞外壁只形成一个乳突,而在木兰亚科植物中有单列多细胞或单细胞的表皮毛,却未发现乳突;鹅掌楸亚科植物叶主脉维管组织环分隔呈束状,且其外包被的纤维也排列成束状,而木兰亚科的80种1亚种植物中,叶主脉维管组织连成轮状,其外面也由一圈连续的纤维环所包围。从而支持木兰科中木兰亚科和鹅掌楸亚科两个亚科的划分。并且,从叶主脉的演化趋势来看,鹅掌楸亚科较木兰亚科进化。另外,木莲属植物叶片的结构与木兰属具有明显差异,因而进一步证明木莲属是不同于木兰属的一个独立的属。油细胞是木兰科植物叶片解剖的显著特征,在叶肉中的分布可划分为3种类型：(A)主要分布于栅栏组织;(B)主要分布于海绵组织;(c)均匀散布于整个叶肉中。油细胞的大小及其在叶中的分布与叶厚、栅栏组织层数、栅栏组织与海绵组织厚度间的比值以及下皮层的有无、表皮毛的类型、叶脉的结构等特征相结合,可作为属、甚至种的鉴别特征。     

中国木兰科9属66种植物木射线的比较解剖学研究

系统研究了中国木兰科(Magnoliaceae)9属66种植物的木射线类型、高度和宽度。观察结果表明,木兰科大部分属的木射线为异形Ⅱ_A型或Ⅱ_B型。单列射线的高度在2mm以下,属于低射线。单列射线的宽度在 0.05mm以下,为细射线。多列射线有中等射线和低射线两种类型,有细、中、略宽3种类型。射线的上述特征表明:木兰科是一个相当原始的科,但比异形Ⅰ型的水青树属(Tetracentron)、昆兰树属(Trochodendron)和 Winteraceae 进化。此外,根据木兰科内各分类单位木射线的比较,证明木兰亚科比鹅掌楸亚科原始。在木兰亚科内,木兰族(Magnolieae)比含笑族(Nichelicae)原始。     

中国木兰属和含笑属导管分子的比较解剖

本文对我国木兰科的39种木兰属和含笑属植物次生木质部的导管分子进行了初步分析。两属导管分子的长度和宽度略有差异。木兰属中多数种的导管分于有单穿孔板,但有的可见到梯状穿孔板。含笑属植物的导管分子大多具有梯状穿孔板,仅有一种可看到单穿孔板。在具有梯状穿孔板的木兰属植物中,穿孔板的横隔数目较含笑属的多。木兰属的导管壁上一般无螺纹加厚;含笑属则相反。此外,在两属之间,导管尚存在一些其它差异。     

木兰科植物的杂交亲和性

采用常规杂交育种的方法,在木兰科属内和属间进行了62杂交试验,结果表明,除木兰属的木兰亚属和玉兰亚属之间没有杂交亲和性外,木兰科其他属内都有杂交亲和性,这表明属内不存在生殖隔离,除拟单性木兰属与木兰属的木兰亚属之间有杂交亲和性外,其它属间都没有杂交亲和性,这表明这些属间存在着生殖隔离,因此,木兰科植物的杂交亲和性基本上支持根据形态特征所建立的木兰科科下分类系统,同时,建议将拟单性木兰属与木兰属的木兰亚属合并为木兰属,并将玉兰亚属从木兰属中分出作为玉兰属。     

细胞学方法在木兰科杂交育种早期鉴定中的应用

研究了木兰科 1个属内种间杂交组合红花山玉兰 (Magnoliadelavayi) (♀ )×广玉兰(M grandiflora) (♂ )和 1个属间杂交组合红花山玉兰 (♀ )×乐东拟单性木兰 (Parakmerialotungensis) (♂ )的亲本及F1代的染色体数目和形态。结果表明 ,前者的杂交后代染色体数目为 76条 ,正好是二倍体红花山玉兰 (2n =2x =38)和六倍体广玉兰 (2n =6x =114 )的半数之和 ,且在F1代的分裂中期染色体具大小两种类型 ,可以明显看出来自红花山玉兰的染色体较大 ,而来自广玉兰的染色体较短小 ,这证明该F1为两者的杂交种 ;而后者的杂交后代染色体数仅为 38条 ,而不是二倍体山玉兰和六倍体乐东拟单性木兰 (2n =6x =114 )的半数之和 ,且所有染色体形态都与红花山玉兰相同这证明该F1代不是真正的杂交种 ,可能是无融合生殖的结果。本研究结果表明细胞学方法是木兰科植物杂交育种中早期检测的有效方法之一。     

木兰科的化石记录

通过整理和分析木兰科植物的化石记录发现：不论是植物大化石还是花粉,迄今为止在白垩纪以前地层中尚无可靠的记录,自白垩纪以来,木兰科的许多种广泛发生于北半球,如亚洲,欧洲及北美等地,但非洲和大洋洲至今尚未发现木兰科的化石记录。该科最早的化石记录为中国东北延吉地区早白垩世大拉子组的喙柱始木兰Archimagnolia rostrato-stylose Tao et Zhang. 根据现有化石记录,并结合木兰科现代植物的地理分布,推测：1）木兰科的起源时间不迟于早白垩世Aptian-Albian期;2）木兰科起源地点可能是东亚,后来经过欧洲进入北美,再从北美迁移到达南美洲;3）在地质历史时期,木兰属的出现比鹅掌楸属早,从而支持根据形态学与分子系统学研究得出的木兰属较鹅掌楸属原始的结论。