中国现代石松类和蕨类植物分类系统概览

回顾了蕨类植物的系统分类简史,介绍了世界上石松类和蕨类植物分类研究的最新成果,即石松类和蕨类是维管植物中的两大类群,其系统发育关系逐渐明确,分类系统已经得到更新。基于新的分类系统,中国石松类有1亚纲、3目、3科;蕨类有4亚纲、11目、37科及12亚科

中国薄叶卷柏复合群的物种划分

卷柏属(Selaginella)是石松类植物中最大的属,也是分类难度较大的类群之一。该属的物种划分主要基于形态特征,但许多近缘种在形态上很难区分。近年来,已有大量分子证据被用于各植物类群的分类学研究,但目前未发现一套适合卷柏属物种鉴定的分子标记。薄叶卷柏复合群(S. delicatula group)是卷柏属下鉴定较为困难的类群,包括了薄叶卷柏(S. delicatula)、黑顶卷柏(S. picta)和瓦氏卷柏(S. wallichii) 3个物种,主要分布于亚洲的热带和亚热带地区。为了探讨薄叶卷柏复合群内物种的亲缘关系和评估不同分子标记在卷柏属分类学研究中的应用价值,本研究对该复合群物种进行广泛取样,共收集到73个个体,并选取3个叶绿体基因(rbcL, psbA和atpI)和2个核基因(26S nrDNA和pgiC)片段进行系统树的构建及叶绿体单倍型分析。研究发现,基于叶绿体和核基因构建的系统发生关系存在冲突:叶绿体基因树上薄叶卷柏个体分为两个分支(A和B),薄叶卷柏B分支与薄叶卷柏A-S. picta分支呈姐妹关系,并且rbcL单倍型分析结果也表明薄叶卷柏A和B两个分支存在明显分化;而核基因结果则支持该复合群3个物种各自的单系性,其中,S.delicatula分支与S.picta分支为姐妹群,S.wallichii与S.delicatula-S.picta分支为姐妹关系。在对复合群分布区大量标本的观察以及野外群体调查的基础上,评估了植株茎和枝的分枝方式、孢子叶、营养叶(侧叶、中叶和腋叶)和孢子表面纹饰等形态性状的分类学价值。结果表明,薄叶卷柏A和B分支的样本仅在植株分枝方式和大孢子表面纹饰上存在差异,但无法依靠小孢子表面纹饰、孢子叶穗和营养叶形态等特征进行区分。基于现有证据,薄叶卷柏复合群至少可划分为薄叶卷柏、黑顶卷柏和瓦氏卷柏3种,但彻底澄清该复合群的物种划分还需要获取模式标本产地的材料和细胞学证据。最后,建议在未来卷柏属的分类学研究集中于该属分类复杂的复合群,结合使用形态学、细胞学、分子生物学(同时使用核基因和叶绿体分子标记)及地理分布等整合证据来进行物种划分

蕨类植物不同孢子裂缝类型在中国的分布格局

孢子在蕨类植物分类及有性生殖过程中具有重要地位,一般都具有裂缝构造,常见的是单裂缝和三裂缝,极少数情况下有多裂缝的变异类型。我们统计了中国蕨类2,281种(含种下单位)的孢子裂缝类型,来探讨两种不同裂缝类型的分布格局。结果表明:(1)具有单裂缝类型的物种数多于三裂缝类型,单裂缝与三裂缝物种数目的比值(单/三比)与纬度和海拔呈正相关。随着温度下降以及降水量的降低,具单裂缝孢子的物种比例增加。推测具单裂缝孢子的蕨类分布范围更广,更适宜生活在干旱及高纬度或高海拔寒冷地区,而具三裂缝孢子的蕨类更适宜存在于低纬度或低海拔的温暖地区;(2)蕨类植物孢子裂缝类型不是单次起源,可能存在平行演化。本研究可以为蕨类植物的起源演化与生态适应等研究提供一定的证据

蕨类植物不同孢子裂缝类型在中国的分布格局

孢子在蕨类植物分类及有性生殖过程中具有重要地位,一般都具有裂缝构造,常见的是单裂缝和三裂缝,极少数情况下有多裂缝的变异类型。我们统计了中国蕨类2,281种(含种下单位)的孢子裂缝类型,来探讨两种不同裂缝类型的分布格局。结果表明:(1)具有单裂缝类型的物种数多于三裂缝类型,单裂缝与三裂缝物种数目的比值(单/三比)与纬度和海拔呈正相关。随着温度下降以及降水量的降低,具单裂缝孢子的物种比例增加。推测具单裂缝孢子的蕨类分布范围更广,更适宜生活在干旱及高纬度或高海拔寒冷地区,而具三裂缝孢子的蕨类更适宜存在于低纬度或低海拔的温暖地区;(2)蕨类植物孢子裂缝类型不是单次起源,可能存在平行演化。本研究可以为蕨类植物的起源演化与生态适应等研究提供一定的证据