金莲花属和驴蹄草属（毛茛科）的比较形态学研究——基于形态、结构、花发育及胚胎学的证据

摘要

本文选取川陕金莲花(Trollius buddae Schipcz)、矮金莲花(Trolliusfarreri Stapf)、驴蹄草(Caltha palustris Linn)为主要研究对象，从解剖结构、花器官的形态发生以及胚胎学方面进行研究，并选取侧金盏花属的蜀侧金盏花(Adonis sutchuenensis Franch)和美花草属的太白美花草(Callianthemumtaipaicum W.T.Wang)为外类群，研究了外类群的形态解剖特征，以期为金莲花属(Trollius)和驴蹄草属(Caltha)的系统位置的研究提供资料，并讨论了这两个属的系统关系。 1.解剖结构研究驴蹄草属根的初生结构观察到四原型和五原型，营养器官中的维管束在横切面上木质部中的导管分子呈“V”字形排列，茎中维管束无规则排列，着生叶的节为13迹6隙，着生苞片的节为3隙3迹，苞片中有两条腹面维管束退化，着生萼片的节部具单隙3迹。金莲花属根的初生结构为2、3原型，营养器官中的维管束在横切面上木质部的导管分子不呈“V”字形排列，茎和叶柄中维管束为一轮排列，着生萼片的节部为3隙3迹。侧金盏花属营养器官中的维管束在横切面上木质部的导管分子不呈“V”字形排列，茎中维管束呈一轮排列，着生叶的节为3隙3迹，着生萼片的节部为3隙3迹。美花草属营养器官中的维管束在横切面上木质部的导管分子不呈“V”字形排列，茎中维管束呈一轮排列，着生叶的节为3隙3迹，着生萼片的节部为3隙3迹。除驴蹄草属外，其他各属未观察到花托维管束有残余。讨论了这四个属的系统关系，认为驴蹄草属和金莲花属的形态结构特征存在很大差异，应该不属于一个族，金莲花属、侧金盏花属可能具有近的亲缘关系。 2．花的形态发生和发育研究利用扫描电镜观察了驴蹄草Caltha palustris L.和川陕金莲花Trollius buddaeSchipcz.花器官的发生和发育过程。结果显示：驴蹄草和川陕金莲花的所有花器官均螺旋状向心式发生、向心式发育，花器官的螺旋状发生方式在毛茛科可能是一种基本式样；苞片、萼片与其他花器官原基在形状上明显不同，显示苞片、萼片与其他花器官在系统发生上有所不同；川陕金莲花的花瓣在早期延迟发育且基部具囊，花瓣的延迟发育在毛茛科具花瓣的属中非常普遍，而花瓣基部的囊类似于耧斗菜属一些植物；两个属雄蕊群一纵列雄蕊中的小孢子均向心式发育，这种发育方式在毛茛科可能为一原始状态。两个属植物的心皮原基均为对折的，在发育过程中，驴蹄草心皮顶端沿腹缝线形成下延的柱头组织，但川陕金莲花不形成明显的柱头组织。根据花形态发生和发育特点，并结合其他研究成果，认为这两个属不应当属于同一个族。 3．胚胎学研究驴蹄草花药壁中层由内层的次生造孢细胞分裂产生。小孢子母细胞减数分裂为胞质分裂同时型、小孢子四分体为正四面体型、散粉时为2细胞花粉。胚珠倒生，双珠被，大孢子母细胞经减数分裂Ⅰ，产生的二分体中珠孔端的二分体细胞明显小于核点端的二分体细胞，珠孔端的二分体细胞可能尚未分裂就逐渐退化，而核点端的二分体细胞则继续发育，并进行减数分裂Ⅱ，珠孔端的退化，核点端的发育为功能大孢子。 川陕金莲花花药壁中层由内外两层次生造孢细胞分裂产生。小孢子四分体为正四面体型、小孢子母细胞减数分裂过程的发生为胞质分裂同时型、散粉为2细胞花粉。胚珠倒生，双珠被，厚珠心，直线型四分体，合点端的大孢子发育为蓼型胚囊。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1驴蹄草属和金莲花属植物简介

1.2以往对驴蹄草属和金莲花属亲缘关系的认识

1.3金莲花属和驴蹄草属的研究概况

1.3.1形态结构研究

1.3.2生物地理学研究

1.3.3孢粉学研究

1.3.4胚胎学研究

1.3.5其他方面的研究

1.4存在问题

1.4.1关于系统位置

1.4.2花的形态发生和发育

1.4.3关于形态解剖学

1.4.4胚胎学研究

第二章材料和方法

2.1实验材料

2.2实验方法

第三章观察结果

3.1驴蹄草形态、结构、花发育以及胚胎学研究

3.1.1驴蹄草解剖学观察

3.1.2驴蹄草花的形态发生和发育研究

3.1.3驴蹄草的胚胎学研究

3.2川陕金莲花形态、结构、花发育以及胚胎学研究

3.2.1.川陕金莲花解剖学观察

3.2.2川陕金莲花花的形态发生和发育研究

3.2.3.川陕金莲花的胚胎学研究

3.3矮金莲花形态、结构及花发育研究

3.3.1矮金莲花解剖学观察

3.3.2.矮金莲花花的形态发生和发育研究

3.4蜀侧金盏花解剖学观察

3.4.1茎的初生结构

3.4.2节部结构

3.4.3叶柄的结构

3.4.4花托的结构

3.5太白美花草的解剖学观察

3.5.1茎的初生结构

3.5.2节部结构

3.5.3叶柄的结构

3.5.4花托的结构

第四章讨论

4.1解剖学性状

4.1.1根的结构

4.1.2关于维管束类型

4.1.3关于节部结构

4.1.4叶柄的结构

4.1.5关于花瓣的形态结构

4.1.6心皮的形态结构

4.1.7花托维管束剩余

4.2花的形态发生和发育性状

4.2.1花器官发生的序列

4.2.2花器官原基的形状

4.2.3花瓣的发育过程

4.2.3雄蕊群中小孢子的发育顺序

4.3胚胎学性状

4.3.1关于花药壁的形成类型及结构

4.3.2关于小孢子的发生和雄配子体的发育

4.3.3大孢子的发生和胚囊的发育

4.4系统位置的讨论

4.4.1关于驴蹄草属和金莲花属的亲缘关系

4.4.2金莲花属(Trollius)的系统位置

参考文献

图版说明

图版1

图版2

图版3

图版4

致谢

攻读硕士学位期间的研究成果