横断山区凤仙花属Impatiens L.植物区系及亲缘关系研究

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:kings0578
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对横断山区凤仙花属植物的种类组成、分布,区系特点、性质、起源等进行了较深入的研究,同时基于ITS序列特征对该区凤仙花属植物亲缘关系及地理分布等问题进行了探讨,获得了以下结果:1.种类与分布本区共有凤仙花属植物113种(含变种,下同),占中国凤仙花属种类的44.1%,占广义东南亚种类的45.2%,占世界种类的12.6%。该属植物在横断山区的水平分布中,以云南段种类最丰富,该区段有凤仙花属植物86种,占总数的76.1%;本区风仙花属植物的垂直分布特征显著,分布范围为海拔840米至4200米,其中海拔2600米至3500米地段的种类最为丰富,该地段共有44种,占总数的38.9%;本区凤仙花属植物的特有现象显著,其中中国特有达95种,占横断山区凤仙花属种总数的84.1%,横断山特有达80种,占总数的70.1%,滇西北特有达40种,占总数的35.4%。2.区系性质与地位横断山凤仙花属植物分属于我国种子植物15种地理成分中的6种;所有成分中,属于热带性质的种有54种,占横断山总种数的47.8%,温带性质的种有59种,占横断山总种数的52.2%,温带性质略与热带性质大体接近,显示出本区凤仙花属植物区系具有由热带性与温带性混合与过渡的性质。横断山由于其地理位置特殊和自然环境独特,孕育了丰富多样的凤仙花属资源,既有其原始的类型,也不乏其进化类型的代表。本区凤仙花属植物在果实形状、花序类型、花的数目及花部形态等方面与世界其它几个重要分布区(如热带非洲、马达加斯加、印度南部等地区)相比更具多样性。本区是我国乃至世界凤仙花属植物的现代分布中心和分化中心的核心区域,该区凤仙花属区系具有十分遥远和古老的演化历史,在我国乃至世界凤仙花属植物区系研究中占有重要地位。3.分子系统学特征选取本区的抱茎凤仙花Impatiens amplexicaulis等40种凤仙花属植物作为代表种,以水角Hydrocera triflora、Norantea guianensis及Tetramerista sp.为外类群,依据核基因ITS序列片段构建了两个与凤仙花属形态性状相当一致的分子系统树。分子系统树表明,本区凤仙花属植物明显聚类为四支:第一支由具有4枚侧生萼片和3个萌发沟花粉粒等原始性状的种类组成,该支位于凤仙花属系统树的最基部。该类群可视为横断山区凤仙花属植物的原始类群,甚至可能是中国乃至世界凤仙花属植物的原始类群;侧生萼片4枚、果实棒槌形及花粉粒具3条萌发沟等性状应为该属的祖征。第二支由花序具多数花(通常在4朵以上)、果实为长线形或长棒状的种类聚成。第三支由花序具少数花(通常不超过4朵)、果实为短纺锤形或长纺锤形的种类组成。第四支由花序具少数花(通常不超过4朵)、果实为长线形或长棒状的种类组成,该支在一定程度上代表了凤仙花属的进化类型。4.起源及有关区系地理问题横断山凤仙花属区系并非起源非洲,也不是由马达加斯加岛和印巴次大陆扩散而来。横断山区凤仙花属植物区系的原始类群在喜马拉雅隆起之前在该区就已存在,随着喜马拉雅隆起及横断山的形成,本区气候环境发生了重大变化,一些类群消亡、退缩,而新兴的类群不断产生,在强烈分化的同时,也伴随着与周边地区的交流与渗透,经历了漫长的演化、分化与适应,逐渐形成了该区凤仙花属现代分布格局。以横断山为核心的中国西南地区应为凤仙花属植物的古老起源地。5.植物区系新发现在本研究中,作者发现凤仙花属新种5个,它们分别被命名为药山凤仙花Impatiens yaoshanensis K. M. Liu & Y. Y. Cong、福贡凤仙花I. fugongensis K. M. Liu & Y Y Cong、四裂片凤仙花I. quadriloba K. M. Liu et Y. L. Xiang、长圆凤仙花I. oblonga K. M.Liu & Y.Y. Cong(已被Novon接受)和具柄凤仙花I. stipitata K. M.Liu & Y.Y.Cong(审稿中);发现我国凤仙花属省级分布新纪录种14个。新种和新纪录的发现,在很大程度上丰富了我国凤仙花属植物区系资料和植物种质。
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