曹 明,曹麗敏,曹小燕,李象欽
(1 廣西壯族自治區(qū)中國科學(xué)院廣西植物研究所,廣西桂林 541006;2 衡陽師范學(xué)院 生命科學(xué)與環(huán)境學(xué)院,湖南衡陽 421008;3 南岳山區(qū)生物資源保護與利用湖南省重點實驗室,湖南衡陽 421008)
吳茱萸屬(EuodiaJ. R. Forster et G. Forster)是蕓香科(Rutaceae)中種類較多的一個類群,其中不少種類有重要的藥用和經(jīng)濟價值。吳茱萸屬約150種,主要分布在亞洲、非洲東部以及大洋洲。中國有吳茱萸屬植物約20種5變種,除東北北部和西北少數(shù)省區(qū)不產(chǎn)外,各地均有分布[1]。
吳茱萸屬自建立以來,屬的范疇一直存在廣義吳茱萸屬(Euodias.l.)和狹義吳茱萸屬 (Euodias.s.)之爭。廣義觀點認(rèn)為吳茱萸屬既包括吳茱萸屬和四數(shù)花屬(TetradiumLour.)全部種類,還包括蜜茱萸屬(MelicopeJ. R. Forster et G. Forster)的少數(shù)種類[1-3]。狹義觀點認(rèn)為應(yīng)將吳茱萸屬、四數(shù)花屬和蜜茱萸屬獨立成屬,狹義吳茱萸屬僅包括分布于新幾內(nèi)亞、澳大利亞東北部向東至薩摩亞和紐埃的6個種[4-7]。此外,在種類劃分上,由于前人的分類工作有些是在缺少文獻、模式標(biāo)本、野外考察情況下完成的,種類劃分依據(jù)的性狀有連續(xù)交叉,難以區(qū)分,因此還存在一些疑難種待鑒定。
葉結(jié)構(gòu)特征分析最早被古植物學(xué)家應(yīng)用于葉化石研究,此后被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代植物葉的研究[8-13]。但到目前為止,尚未見有關(guān)國產(chǎn)吳茱萸屬葉結(jié)構(gòu)特征的研究報道。為此,本研究采納廣義吳茱萸屬觀點[1-3],即在廣義吳茱萸屬框架內(nèi)采用葉結(jié)構(gòu)分析方法,對國產(chǎn)吳茱萸屬18種3變種的葉結(jié)構(gòu)特征進行了綜合分析,旨在通過尋找、發(fā)現(xiàn)有系統(tǒng)分類學(xué)意義的葉結(jié)構(gòu)性狀,為探討廣義吳茱萸屬植物的系統(tǒng)關(guān)系及種類區(qū)分提供資料。
實驗材料全部采自中國科學(xué)院華南植物園標(biāo)本館(IBSC)和廣西植物研究所標(biāo)本館(IBK),所用葉片均為臘葉標(biāo)本成熟葉片(表1)。
表1 實驗材料及憑證標(biāo)本
透明葉制作方法參考李浩敏[8]和謝淦等[14]:(1)5%氫氧化鈉溶液浸泡葉片,每2天換1次溶液,直至溶液無茶色出現(xiàn),清水漂洗;(2)2%乙酸中和殘留堿,清水洗凈;(3)5%次氯酸鈉(NaHClO2)漂白脫色至白色或無色,清水漂洗;(4)250%水合氯醛[CCl3CH(OH)2]透明24 h;(5)用50%、65%、75%、85%、95%和100%梯度酒精脫水,1%番紅染色24 h;(6)葉片置于無水乙醇和二甲苯混合液(1∶1)中去除多余染料;(7)中性樹膠封片,Nikon SMZ1500體視顯微鏡下觀察拍照。
葉表面特征術(shù)語參照王宇飛等[15],葉形態(tài)和結(jié)構(gòu)描述的術(shù)語主要參照謝淦等[14]和Hickey等[16-17]。
吳茱萸屬植物的葉及小葉均對生,單小葉、三小葉或奇數(shù)狀復(fù)葉;小葉的大小從30 cm×12 cm到4 cm×2 cm不等;小葉長橢圓形(圖版Ⅰ,1)、倒卵形(圖版Ⅰ,2)或卵狀披針形(圖版Ⅰ,3),葉邊淺波狀(圖版Ⅰ,4)或全緣(圖版Ⅰ,5),葉齒具腺體或無;葉面常有油點分布;葉基部寬度對稱或不對稱,先端漸尖(圖版Ⅰ,6)或鈍尖(圖版Ⅰ,3)。
圖版Ⅰ 吳茱萸屬葉結(jié)構(gòu)特征(標(biāo)尺=1 cm)
本研究主要觀察了國產(chǎn)吳茱萸屬以下葉結(jié)構(gòu)特征:粗二級脈結(jié)構(gòu)(secondary vein)、三級脈結(jié)構(gòu)(intercostal tertiary vein fabric)、四級脈結(jié)構(gòu)(quaternary vein fabric)、五級脈結(jié)構(gòu)(quinternary vein fabric)、脈間區(qū)(areolation)和游離端小脈(freely ending veinlets)等6個參考值較大的葉結(jié)構(gòu)特征(表2)。
表2 吳茱萸屬的葉結(jié)構(gòu)特征
粗二級脈結(jié)構(gòu):起源于主脈,從主脈直接分出來比主脈細(xì)的葉脈叫二級脈。二級脈均不達(dá)葉緣,有花環(huán)狀弓形脈和簡單弓形脈兩種類型?;ōh(huán)狀弓形脈:分支形成多組環(huán)狀結(jié)構(gòu),環(huán)狀結(jié)構(gòu)上附有次級葉脈構(gòu)成的環(huán)(圖版Ⅱ,1);簡單弓形脈:形成顯著弓形或環(huán)狀(圖版Ⅱ,2、3)。
三級脈結(jié)構(gòu):比二級脈細(xì)的次級脈。除弱貫穿結(jié)構(gòu)外,其余均為不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),三級脈以不同角度連結(jié)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。有自由分支(圖版Ⅲ,9)和不規(guī)則網(wǎng)狀(圖版Ⅱ, 4、5)2種類型。
四級脈結(jié)構(gòu):由三級脈分支出來的更細(xì)一級的脈。有自由分支(圖版Ⅱ,4、5)和不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(圖版Ⅱ,6; 圖版Ⅲ,1-6)2種類型。
五級脈結(jié)構(gòu):由四級脈分支出來的更細(xì)一級的脈。有不規(guī)則網(wǎng)狀(圖版Ⅱ,7-9)、自由分支(圖版Ⅱ,10)2種。前者五級脈與以他葉脈相連構(gòu)成多邊形且葉脈相交形成的角度高度變化,形成不規(guī)則網(wǎng)狀五級脈;后者五級脈自由分支并成為葉上呈現(xiàn)最細(xì)的脈序。
脈間區(qū):脈間區(qū)是圍成葉肉組織的最小單元,從發(fā)育差到發(fā)育中等不等,發(fā)育中等的脈間區(qū)大小形狀不規(guī)則但邊比發(fā)育差的少(圖版Ⅱ,11;圖版Ⅲ,7、8),發(fā)育差的脈間區(qū)由多條邊圍成不規(guī)則的形狀大小不一(圖版Ⅱ,12; 圖版Ⅲ,9、10)。
游離端小脈:除無腺吳萸(圖版Ⅱ,7)游離端小脈不分支或一個分支外,廣義吳茱萸屬其他種均表現(xiàn)為不均等分支(圖版Ⅲ,11、12)。不同種間游離端小脈分支性狀、結(jié)構(gòu)和數(shù)量上存在差異,可用作種間區(qū)別特征。
廣義吳茱萸屬(Euodias. l.)最早由J. R. Forster和G. Forster在1775年建立,其范疇幾經(jīng)變動。黃成就[1,3]采用廣義吳茱萸屬觀點修訂了國產(chǎn)吳茱萸屬。1981年,Hartley[4]將產(chǎn)于東亞的具羽狀復(fù)葉類群中部分種類從廣義吳茱萸屬中移出,歸并到四數(shù)花屬;2001年,Hartley[5]又將單葉和三葉的類群從廣義吳茱萸屬中移出,歸并到蜜茱萸屬,狹義吳茱萸屬僅包括分布于新幾內(nèi)亞、澳大利亞的6個種,這樣中國就不存在狹義吳茱萸屬植物。Poon等[18]的分子系統(tǒng)學(xué)研究結(jié)果表明廣義吳茱萸屬是一個多系的類群,并且支持Hartley[4-5]的分類處理。葉結(jié)構(gòu)研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)廣義吳茱萸屬的二級脈有簡單弓形脈、花環(huán)狀弓形脈,三級脈有自由分支、不規(guī)則網(wǎng)狀,四級脈有自由分支、不規(guī)則網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)兩種類型,五級脈有不規(guī)則網(wǎng)狀、自由分支兩種。葉特征有不同程度的分化,表明廣義吳茱萸屬是一個多系的類群,葉結(jié)構(gòu)特征支持Hartley[4-5]、Poon等[18]的分類處理。此外,廣義吳茱萸屬的葉結(jié)構(gòu)有二級脈、三級脈、四級脈和五級脈等,依據(jù)Hickey[16-17]的觀點,一級、二級葉脈是較低等植物類群的特征葉脈,三級、四級及以上是較高等植物類群的特征葉脈。因此,從葉脈特征推斷,廣義吳茱萸屬可能是蕓香科中較高等的類群,至少是比花椒屬高等的類群[10]。
國產(chǎn)吳茱萸屬分組檢索表
囿于實驗材料的數(shù)量及地域,不能憑葉結(jié)構(gòu)特征對國產(chǎn)吳茱萸屬植物進行深入、系統(tǒng)全面的討論。不過,吳茱萸屬植物葉結(jié)構(gòu)性狀在不同類群間既有共性又有差異,依據(jù)葉結(jié)構(gòu)特征、結(jié)合外部形態(tài)學(xué)特征,做出國產(chǎn)吳茱萸屬的分組檢索表。
目前吳茱萸植物分類鑒定中應(yīng)用最多的性狀是葉、花、果實的宏觀形態(tài),但是有些宏觀性狀容易受環(huán)境的影響而發(fā)生比較大的變化,我們發(fā)現(xiàn)吳茱萸屬葉結(jié)構(gòu)特征可以為更準(zhǔn)確地鑒定一些疑難種和混淆種提供佐證。例如,云南吳萸和臭辣吳萸是1對近緣種,在形態(tài)上云南吳萸的葉軸、小葉柄及葉背脈均被長毛,臭辣吳萸僅葉背中脈兩側(cè)或脈腋被毛;在葉結(jié)構(gòu)特征上,云南吳萸的三級脈是不規(guī)則網(wǎng)狀(圖版Ⅱ,8),而臭辣吳萸的三級脈是自由分支(圖版Ⅱ,9),通過葉結(jié)構(gòu)特征可以比較容易將兩者區(qū)分開來。再如,原變種單葉吳萸與變種毛單葉吳萸之間的外部形態(tài)上比較相似,只是以前者的枝葉無毛、油點多而細(xì)小,后者的嫩枝、葉柄葉背密背毛及油點較密而且大相互區(qū)別;葉結(jié)構(gòu)特征上,原變種單葉吳萸的三級脈是自由分支(圖版Ⅲ,9),變種毛單葉吳萸之間的三級脈是不規(guī)則網(wǎng)狀(圖版Ⅲ,10),據(jù)此可以比較容易將兩者區(qū)分開來。
圖版Ⅱ 吳茱萸屬葉結(jié)構(gòu)特征[標(biāo)尺=500 μm (8),其余=2 000 μm]
圖版Ⅲ 吳茱萸屬葉結(jié)構(gòu)特征[標(biāo)尺=1 000 μm (6,12),其余= 2 000 μm]
上述例子表明吳茱萸屬種間葉結(jié)構(gòu)特征存在一些差異,這些差異可以為區(qū)分鑒定一些疑難種和近緣種提供幫助,不過吳茱萸屬種間葉結(jié)構(gòu)特征差異是一個連續(xù)穩(wěn)定的變異過程,葉結(jié)構(gòu)性狀并不足以區(qū)分中國產(chǎn)吳茱萸屬的所有種類,因此尚不能單憑葉結(jié)構(gòu)特征做出國產(chǎn)吳茱萸屬植物分種檢索表。
致謝:中國科學(xué)院華南植物園標(biāo)本館(IBSC),廣西植物研究所標(biāo)本館(IBK)為實驗材料采集提供了便利,廣西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院梁士楚教授提供了觀察和照相的幫助,謹(jǐn)致謝意。