植物分類學的發(fā)展動態(tài).ppt

1、教學目標與要求 1. 識記：細胞分類學、化學分類學；植物化學分類學的概念、任務(wù)和內(nèi)容；數(shù)值分類學；分類運算單位； 2. 理解：細胞學資料染色體的數(shù)目、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、染色體組型分析和多倍體及其在分類學研究中的應(yīng)用；小分子化合物（醌類、黃酮類、芐基異喹啉類、萜類）和大分子化合物（血清學研究、蛋白質(zhì)電泳分析、DNA測序）在植物分類中的應(yīng)用；數(shù)值分類學的基本步驟；透射電子顯微鏡和掃描電子顯微鏡特征概述；,Chapter9 Developmental tendency of plant Taxonomy,第九章 植物分類學的發(fā)展動態(tài),教學重點：細胞學資料染色體的數(shù)目、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)、染色體組型分析

2、和多倍體；大分子化合物（血清學研究、蛋白質(zhì)電泳分析、DNA測序）在植物分類中的應(yīng)用；數(shù)值分類學的基本步驟；。,Chapter9 Developmental tendency of plant Taxonomy,第九章 植物分類學的發(fā)展動態(tài),第九章 植物分類學的發(fā)展動態(tài),Chapter9 Developmental tendency of plant Taxonomy,在地球的表面，在廣闊的自然界，到處都有植物的蹤跡。無論是高山、平原、沙漠或是湖沼和海洋都有植物生長。這許許多多豐盛繁茂的植物，它們中的大多數(shù)，直接或間接地與人們的生活有著密切的關(guān)系，是人們衣、食、住、行等生活資料的主要源泉。,第九

3、章 植物分類學的發(fā)展動態(tài),Chapter9 Developmental tendency of plant Taxonomy,遠在古代，人類還處于蒙昧狀態(tài)時，在尋找食物和治病藥草的過程中，就開始識別和利用植物了。有人將人類對植物的分類活動遠推到史前時代，說原始人類在采集野菜和摘取野果以為食物時，就有了分類的知識。可以設(shè)想史前人在能制造粗石器或簡單盛食物的容器時，就有可能對周圍的植物給予適當?shù)拿Q，特別對于有毒的、能吃或不能吃的，必然加以區(qū)分。這種原始的植物分類及應(yīng)用的知識，是以語言和記憶而歷代相傳的。,第九章 植物分類學的發(fā)展動態(tài),Chapter9 Developmental tendency

4、 of plant Taxonomy,紀元前約3千年，我國炎帝時，已開始教導人們認識植物的種類及其栽培方法。人們在生產(chǎn)實踐中，雖然很早就有植物分類學的知識。但植物分類學成為比較有系統(tǒng)的知識，還應(yīng)從林奈時代算起。,第九章 植物分類學的發(fā)展動態(tài),Chapter9 Developmental tendency of plant Taxonomy,大致從18世紀中葉開始，至19世紀末，可稱為古典植物分類學時期。在這一時期中，主要的分類工作是采集標本，根據(jù)植物形態(tài)器官的差別，包括營養(yǎng)器官和生殖器官進行分類和命名，編寫世界各地的植物志以及利用當時所知的全部形態(tài)學知識，作為建立自然學說的依據(jù)，而努力于建立一

5、個能反映自然實際的分類系統(tǒng)等。工作的場所主要是自然界、標本室及圖書館，所以工具比較簡單，手段比較原始，方法也只限于描述和繪圖而已。,第九章 植物分類學的發(fā)展動態(tài),Chapter9 Developmental tendency of plant Taxonomy,達爾文進化論提出以后，以大量材料論證了生物進化的觀點，分類學的概念及工作方法也有所改變，分類學在鑒別種類的同時，注意研究植物之間的相互關(guān)系及分布規(guī)律，形成了系統(tǒng)分類學。隨著植物學各分支學科的不斷發(fā)展，使分類學與其他學科如解剖學、胎胚學、細胞學、古植物學、遺傳學、生態(tài)學等保持密切的聯(lián)系。分類學從這些學科中取得分類學上的旁證，又分化出系統(tǒng)解

6、剖學和細胞分類學。,第九章 植物分類學的發(fā)展動態(tài),Chapter9 Developmental tendency of plant Taxonomy,20世紀近代科學技術(shù)的發(fā)展，特別是生物化學、分子生物學的發(fā)展，生命的基本物質(zhì)核酸、蛋白質(zhì)等被深入研究，以這些學科的成就應(yīng)用于植物分類學中，使古典分類學不再滿足于和停留在描述階段，而要求有所突破，有所前進，向著客觀的實驗科學發(fā)展，便產(chǎn)生了實驗分類學、化學分類學。孢粉學的建立和研究，對植物分類也有很大的幫助。孢粉鑒定可算是高等植物分類學的一部分。,第九章 植物分類學的發(fā)展動態(tài),Chapter9 Developmental tendency of pl

7、ant Taxonomy,在20世紀60年代以后，有人注意以統(tǒng)計學方法研究植物的分類問題，從而建立了數(shù)值分類學。在電子顯微鏡及掃描電子顯微鏡的技術(shù)，應(yīng)用于觀察植物的細微結(jié)構(gòu)以后，近來也有所謂超微結(jié)構(gòu)分類學（Ultra-structural Taxonomy）。 總之，自20世紀40年代以來，由于各種近代科學方法及電子計算機的應(yīng)用，植物分類學得到了迅速的發(fā)展，與18至18世紀的古典分類學相比，已有很大變化，出現(xiàn)了許多新的研究方向。,第一節(jié) 細胞分類學,第二節(jié) 化學分類學,第九章 植物分類學的發(fā)展動態(tài),第三節(jié) 數(shù)值分類學,Chapter9 Developmental tendency of pla

8、nt Taxonomy,第四節(jié) 超微結(jié)構(gòu)和微形態(tài)學特征在被子植物分類中的應(yīng)用,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學的資料用作分類學的重要證據(jù)，越來越被分類學家所重視。半個世紀以前，就開展了細胞有絲分裂時染色體數(shù)目、大小和形態(tài)的比較研究。染色體的數(shù)目、大小和形態(tài)如同其他各類比較資料一樣，應(yīng)用于分類學；染色體在減數(shù)分裂時的配對行為，則有助于了解居群的進化和關(guān)系。實踐證明，這些細胞學的資料在分類上是很有價值的。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學(cytology)：是研究細胞的結(jié)構(gòu)、功能及其生活史的科學。 細胞分類學Cyto

9、taxonomy：是近代發(fā)展起來的一門學科，它是利用細胞學的性狀和現(xiàn)象來研究動、植物的自然分類、進化關(guān)系和起源。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,2、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu) Morphylogic structure of chromosome

10、,1、染色體的數(shù)目 Amount of Chromosome,4、多倍體 Polypiont,3、染色體組型分析Caryotype analysis,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,1、染色體的數(shù)目 Amount of Chromosome 染色體的數(shù)目作為分類性狀的價值，在于它在種內(nèi)相當恒定（當然也有例外情況），所以作為分類學指標而被利用，尤其是多倍體屬中的染色體基數(shù)常用作鑒定種、屬、甚至科的指標。 一個種內(nèi)的各個植株，通常具有相同的染色體數(shù)目，盡管有很多例外的情況。,第一節(jié) 細胞分類學,Sec

11、tion 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,1、染色體的數(shù)目 Amount of Chromosome 在有花植物中，體細胞染色體的數(shù)目有很大的變化，由幾個到幾百個。不同類生物染色體一般相差較大，而同一類生物之間相差較小。所以親緣關(guān)系越接近的生物，染色體數(shù)目就約接近，反之，染色體數(shù)目相差越大。 關(guān)于染色體數(shù)目與進化關(guān)系之間雖然看不出明顯的規(guī)律性變化，但總的來說，還是高等一些的種類有較多的數(shù)目。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,1、染色體的

12、數(shù)目 Amount of Chromosome 如纖細單冠菊（Haplopappus gracilis），其染色體數(shù)目最小為2n=4，景天科伽藍菜屬（Kalanchoe)染色體數(shù)目最大為2n500。 被子植物中已計過數(shù)的種類的染色體數(shù)目絕大多數(shù)在2n=1424之間。 蕨類植物的染色體數(shù)目普遍較高，通常2n在40120，而最大的要算是網(wǎng)脈瓶爾小草（Ophiglossum reticulatum）2n=1260。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,1、染色體的數(shù)目 Amount of Chromosom

13、e 對染色體計數(shù)工作，進展較快，據(jù)最近的統(tǒng)計，約有10%的苔類植物，14%的蘚類植物，20%的蕨類植物和1520%的種子植物已進行染色體計數(shù)。 但是這些計數(shù)在不同的植物門類是不平衡的。藻類和真菌由于染色體都很小，難以觀察，因此，到目前為止，對這兩大類群植物的染色體數(shù)目，知道得很少。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,1、染色體的數(shù)目 Amount of Chromosome 染色體基數(shù)或簡稱基數(shù)，通常以X來表示。如何推測一個類群的染色體基數(shù)，假如一個類群既有二倍體，又有多倍體，則其染色體基數(shù)（X）即

14、為二倍體的配子體的染色體數(shù)目，即X=n。因此，二倍體的孢子體的染色體數(shù)目為2n=2X，而四倍體為2n=4X，六倍體為2n=6X，以此類推。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,1、染色體的數(shù)目 Amount of Chromosome 現(xiàn)以禾本科狐茅屬（羊茅屬）（Festuca）為例，種的染色體數(shù)目為2n=14、28、42、56和70。這樣的種被分別稱為二倍體、四倍體、六倍體、八倍體和十倍體。 所有這些數(shù)目都是以二倍體種的配子體染色體數(shù)7為基數(shù)的，因此狐茅屬的染色體基數(shù)為X=7。其四倍體為2n=4X=

15、28；六倍體為 2n=6X=42；八倍體為2n=8X=56；十倍體為2n=10X=70。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,1、染色體的數(shù)目 Amount of Chromosome 有些科或?qū)俚娜旧w基數(shù)不止一個，則其最原始的基數(shù)稱之為原始基數(shù)，由它衍生的基數(shù)稱為派生基數(shù)。派生基數(shù)又可分為原初基數(shù)和次生基數(shù)。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,2、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu) Morphylogic structu

16、re of chromosome 著絲點 染色體一般是由兩條染色單體組成的，在絕大多數(shù)生物種中，每一條染色體的一定部位有一個稱做著絲點（著絲粒）的區(qū)域。這個區(qū)域是和紡錘體的牽引絲相連的部位。在染色體的一定部位有著絲點，著絲點的兩邊是染色體的臂。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,2、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu) Morphylogic structure of chromosome 著絲點 根據(jù)著絲點在染色體上的位置不同，可將染色體分為4種類型：,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy

17、,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,2、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu) Morphylogic structure of chromosome 著絲點 其中如果完全沒有短臂，即真正是著絲點在末端的，特稱為具正端部著絲點的（telocentric），符號為T； 如果著絲點在正中，則特稱為具正中部著絲點的（metacentric），臂比正好為1.0，符號為M（圖91）。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,2、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu) Morphylogic structure of chromo

18、some 著絲點 這四種形態(tài)的染色體數(shù)目比例在同種個體內(nèi)是固定的，但不同種個體之間又有差別，所以著絲點的位置就成了識別染色體識別生物的一個重要指標。 一般而言，若染色體數(shù)目愈多，t型數(shù)目占比例較大；反之，則m、sm型比例較大。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,2、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu) Morphylogic structure of chromosome 主縊痕和副縊痕 常規(guī)壓片標本的染色體，在這部位不著色或著色較淺而且縊縮變細，因此稱做主縊痕。 主縊痕內(nèi)為著絲點。在主縊痕的兩側(cè)部分是染色體的臂，兩臂

19、長度相同稱等臂染色體；長度不等，則分別稱為長臂和短臂。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,2、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu) Morphylogic structure of chromosome 主縊痕和副縊痕 有的染色體還有另一個著色較淺的縊縮部分，稱做副縊痕（次縊痕）。 副縊痕是染色體上非螺旋化或螺旋化程度較低的部位，它在染色體上存在位置是恒定的，因此可作為識別染色體的重要指標。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data

20、,2、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu) Morphylogic structure of chromosome 隨體 有的染色體末端有一個球形或棒狀的突出物，稱為隨體，它是隨次縊痕從染色體一定部位上分離出來的染色體片段。 隨體是否存在，存在于哪一對染色體上，及它的大小、位置、形狀都可以作為分類的依據(jù)。隨體也是識別染色體的一個重要特征。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,2、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu) Morphylogic structure of chromosome 染色體的大小染色體的大小，一般是以各染色體的長度來表現(xiàn)

21、。染色體長短的范圍在0.530微米之間。 染色體組型中的各染色體的絕對大小，是物種的一個相當穩(wěn)定的特征。 染色體的絕對長度和兩臂的相對長度常是識別細胞中特定染色體的主要的方法或甚至是唯一的方法。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,2、染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu) Morphylogic structure of chromosome 染色體的大小 一般說來，比較原始的種類一般染色體大小近似，大小染色體之間的界限很不明顯，但一般來說高等一些的種類大型染色體有增多的趨勢。單子葉植物含有的染色體比雙子葉植物要大些（也

22、有例外的）,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,3、染色體組型分析Caryotype analysis 染色體組型亦稱“核型”，是指某一個個體或種的全部染色體的形態(tài)結(jié)構(gòu)，包括染色體的數(shù)目、大小、形狀、主縊痕和副縊痕等特征的總和。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,3、染色體組型分析Caryotype analysis 在染色體組型分析中，目前一般采用如下的方法 常規(guī)的形態(tài)分析 如測量染色體的長度，確定著絲點

23、的位置，副縊痕的位置和存在與否以及隨體的有無、形狀和大??； 帶型分析 在染色體組型分析中，現(xiàn)多應(yīng)用分帶技術(shù)。根據(jù)不同帶型，可更精細而可靠地識別染色體的個體性；,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,3、染色體組型分析Caryotype analysis 在染色體組型分析中，目前一般采用如下的方法 染色體是DNA分子的載體，DNA分子上排列有很多不同的基因，如果用不同的試劑處理染色體，如吉姆薩漢氏液、硝酸銀等，在染色體上會出現(xiàn)不同的橫帶，每一種帶在不同生物的染色體上存在的位置是不同的，但同一種生物的染色體

24、上是相同的，所以根據(jù)某一種帶在不同物種染色體上的位置、寬度、明暗程度來判斷它們的親緣關(guān)系如何，從而確定所屬部位。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,3、染色體組型分析Caryotype analysis 在染色體組型分析中，目前一般采用如下的方法 著色區(qū)段分析 在同源染色體之間著色區(qū)基本相同，而在非同源染色體之間則有差別； 定量細胞化學方法 即根據(jù)細胞核、染色體組或每一個染色體的DNA含量以及其他化學特性去鑒定染色體。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述

25、 Sumary of cytology data,3、染色體組型分析Caryotype analysis 細胞減數(shù)分裂過程中，染色體的形態(tài)和行為發(fā)生一系列特有的變化。染色體的行為這里是指染色體在減數(shù)分裂時是否配對或聯(lián)會。配對或聯(lián)會這一現(xiàn)象本身體現(xiàn)了染色體之間的同源性；不配對通常說明染色體的非同源性。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,3、染色體組型分析Caryotype analysis 細胞減數(shù)分裂過程中，染色體的形態(tài)和行為發(fā)生一系列特有的變化。 根據(jù)染色體的同源性和非同源性可以： 知道是否出現(xiàn)了

26、雜交； 查明染色體結(jié)構(gòu)上的差異； 解釋不育的原因； 指明一個種的衍生關(guān)系； 這在分類學上具有重要意義。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,4、多倍體 Polypiont 多倍體：一般是指細胞中含有三整套或更多套染色體的個體。 多倍體常見于高等植物中，尤其是蕨類植物更為普遍。 同源多倍體：由基本相同的染色體組加倍而成的多倍體，稱為。 異源多倍體：由不同種的染色體組相結(jié)合而成的多倍體，稱為。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytol

27、ogy data,4、多倍體 Polypiont 此外，還有節(jié)段異源多倍體和同源異源多倍體等。 柱架式多倍體復(fù)合體：在自然界中，有很多多倍體非常復(fù)雜，一種常見的類型是由關(guān)系密切的二倍體種或宗支撐著一個四倍體（甚至六倍體、八倍體）的同源多倍體、節(jié)段異源多倍體和異源多倍體構(gòu)成的復(fù)雜的超結(jié)構(gòu)，這種類型稱做。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,4、多倍體 Polypiont 在柱架式多倍體復(fù)合體內(nèi)，因為不同的倍數(shù)（2X、4X等等）之間有著相同或相似的染色體組，使整個結(jié)構(gòu)通過頻繁的雜交和種質(zhì)滲入而相互連接，以

28、致在不同倍數(shù)上出現(xiàn)形態(tài)上相似的類型。這些現(xiàn)象給分類學家提出了一些十分疑難的問題。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cytology data,4、多倍體 Polypiont 如果是較小的多倍體復(fù)合體，只包含二三個二倍體原種，這常常會將整個復(fù)合體作為一個種來處理。 如果復(fù)合體較大，二倍體原種多至近10個，再加上多倍體水平上的各種重組類型，這就給分類帶來很大的麻煩，要對這樣的屬作出令人滿意的分類處理非常困難，甚至不可能。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料概述 Sumary of cyt

29、ology data,4、多倍體 Polypiont 目前已知具有多倍體復(fù)合體的屬有蒿屬（Artemisia）、蓍草屬（Achillea）、風鈴草屬（Cam-panula）、山羊草屬（Aegilops）、雀麥屬（Bromus）等多屬。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,細胞學資料作為分類學的證據(jù)，結(jié)合形態(tài)學、解剖學、胚胎學和遺傳學等方面的證據(jù)，在解決分類上的疑難問題，起過不少的作用，而且是建立生物學種和建立新的自然分類系統(tǒng)所必不可

30、少的資料。,第一節(jié) 細胞分類學,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,2、在屬級類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon,1、在屬級以上類群的應(yīng)用 Applied above Genera taxon,3、在種級和種級以下類群的應(yīng)用Applied in Genera taxon and under Genera taxon,第一節(jié) 細胞分類學,1、在屬級以上類群的應(yīng)用 Applied above Genera taxon 大多數(shù)情況下，

31、細胞學資料對說明它們是同質(zhì)還是異質(zhì)，是近親還是遠親有著很大價值。例如 1個突出的例子是芍藥科（Paeonisceae）。它是1個單屬科，僅芍藥屬（Paeonia）1屬，以前都將它放在毛茛科中，但這個屬由于具花盤，心皮大而肉質(zhì)，柱頭厚而鐮狀，2唇狀，雄蕊離心發(fā)育以及種子有大的假種皮等特征，從毛茛科分出獨立成芍藥科,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,1、在屬級以上類群的應(yīng)用 Applied above Genera taxon 1個突

32、出的例子是芍藥科（Paeonisceae） 根據(jù)細胞學研究，芍藥屬染色體大，基數(shù)X=5，這和毛茛科大多數(shù)屬的基數(shù)很不相同，支持了將芍藥屬獨立成科的觀點。 現(xiàn)在芍藥科不僅得到了普遍承認，而且認為它與毛茛科之間并無緊密親緣關(guān)系。最新的一些系統(tǒng)還建立了芍藥目（Paeoniales），并認為和五椏果目（Dilleniales）接近。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,1、在屬級以上類群的應(yīng)用 Applied above Genera ta

33、xon 禾本科對族的劃分，經(jīng)典分類是以小穗的結(jié)構(gòu)和花序形態(tài)為主來劃分各族。阿甫杜諾夫（Avdulov）研究了本科的細胞學后，以染色體組型的特征為主，同時結(jié)合葉片的解剖、氣孔、表皮細胞的形態(tài)和幼苗發(fā)育、淀粉粒結(jié)構(gòu)以及地理分布等資料，他發(fā)現(xiàn)這些特征在禾本科中具有很大相關(guān)性，認為過去對禾本科植物的分族確有重新研究劃分的必要，特別是那些混雜的類群如狐茅族,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,1、在屬級以上類群的應(yīng)用 Applied abov

34、e Genera taxon 禾本科對族的劃分 （Festuceae）、剪股穎族（Agrostideae）和虉草族（phalarideae）等。 以后許多學者結(jié)合胚胎形態(tài)、營養(yǎng)器官解剖、漿片和穎果形態(tài)、以及種子蛋白質(zhì)的氨基酸組成等方面的證據(jù)，都支持了阿甫杜諾夫的觀點。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,1、在屬級以上類群的應(yīng)用 Applied above Genera taxon 莎草科（Cyperaceae）和燈心草科（Junc

35、aceae）的一些屬種的染色體具有漫散著絲點等，這些細胞學資料支持了將莎草科和燈心草科從禾本目中分出來各自獨立成目的分類處理。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,1、在屬級以上類群的應(yīng)用 Applied above Genera taxon 在蕨類植物方面，科普蘭（Copeland)所下定義的鳳尾蕨科（Pteridaceae)，在細胞學上被證明是不同質(zhì)的以后，現(xiàn)在不少分類學家，都同意將它劃分為一些獨立的科，如碗蕨科（Den-nst

36、aedtiaceae）X=3047，腫足蕨科（Hypodematiaceae）X=29、52，鳳尾蕨科X=29等。它們中有些在分類系統(tǒng)上是離得相當遠的。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,2、在屬級類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon 細胞學資料用于屬級類群分類的如在半日花科(Cistaceae）中，Halimium屬以往常常置于半日花屬（Helianthemum）中，后來發(fā)現(xiàn)Halimium屬的染色體基數(shù)X

37、=9，而半日花屬X=8，因此支持將Halimium屬從半日花屬中分出，并放在具有染色體X=9的巖薔薇屬（Cistus）附近。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,2、在屬級類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon 在蕨類植物中，雙蓋蕨屬（Diplazium）的分類一直處于變遷之中，許多作者把它作為蹄蓋蕨屬（Athyrium)的異名，有些種甚至已被放入其他科，但雙蓋蕨屬染色體基數(shù)X=41，而蹄蓋蕨屬X=40。 因此，

38、這兩屬可以很好地區(qū)分。原屬蹄蓋蕨屬的某些種A.accedens（2n=82）、A.spectabile(n=41）和A.bellum(n=41）等，又被歸入到雙蓋蕨屬。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,2、在屬級類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon 景天科的Jovibarba屬中所有的種，其n=19，而長生草屬（Sempervivum）其染色體基數(shù)X=16、17、18、20和21，這一特點又支持重新恢復(fù)Jo

39、vibarba屬從長生草屬中分出，而且在形態(tài)學上Jovibarba屬的花為6基數(shù)，和長生草屬也不同。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,2、在屬級類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon 上面所舉的例子，并不是說染色體基數(shù)不同就可作為建立屬的理由。很多情況下，一個屬內(nèi)具有不同的基數(shù)，并且還可存在著不同水平的多倍體，假如沒有和其他特征，特別是形態(tài)上的明顯差異相關(guān)聯(lián)，僅僅染色體基數(shù)不同，往往不能作為分屬的依據(jù)。,Se

40、ction 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,3、在種級和種級以下類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon and under Genera taxon 細胞學的資料應(yīng)用于討論種或種以下類群的劃分是比較多的。例如： 禾本科Vulpia屬所包含的種，有二倍體(2n=14)、四倍體（2n=28）和六倍體（2n=42）三種類型。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cyt

41、ology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,3、在種級和種級以下類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon and under Genera taxon 禾本科Vulpia屬 Vulpia屬分為5個組（section)，其中3個組僅含二倍體種類，另一組Sect.Monachne含有二倍體和四倍體的種類，最后一個組Sect.Vulpia中這3種類型（二倍體、四倍體、六倍體）的種類都有。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Tax

42、onomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,3、在種級和種級以下類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon and under Genera taxon 禾本科Vulpia屬 在Monachne組中只有3種，2個種是二倍體，另1個種是四倍體，其中1個二倍體種V.membranacea 2n=14和1個四倍體種V.fasciculata 2n=28在外形上十分相似，過去常被認為是1個種，但前者在子房頂端無毛，而后者有毛，這種區(qū)別雖然很微小，但很穩(wěn)定。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology d

43、ata among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,3、在種級和種級以下類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon and under Genera taxon 禾本科Vulpia屬 此外兩者還具有不同的地理分布和生態(tài)環(huán)境，因此可作為不同的種處理。在Vulpia組中，有3個種是二倍體，2個種是四倍體，5個種是六倍體。其中2個四倍體（2n=4，X=28）一直被認為是2個種，V.ciliata,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy re

44、searched,第一節(jié) 細胞分類學,3、在種級和種級以下類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon and under Genera taxon 禾本科Vulpia屬 和V.ambigua。典型的V. ciliata的外稃上有長毛，但大部分類型它的外稃僅在中脈上有毛，邊緣疏生纖毛；V.ambigua的外稃僅具糙毛，除此特征之外，在其他特征諸如植株的高矮，以及花序、小穗、穎、外稃和花藥的長度，都是量上的區(qū)別，而且有交,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy re

45、searched,第一節(jié) 細胞分類學,3、在種級和種級以下類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon and under Genera taxon 禾本科Vulpia屬 錯，但它們有不同的地理分布，V.ciliata分布較廣，從西歐一直往東分布到印度西北部，但在歐洲分布偏南，一般往北只到法國，而 V. ambigua分布較局限，在歐洲分布偏北，在英國南部和比利時至法國西北部一帶，而且多喜生長于海岸沙地上，2個種,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy resea

46、rched,第一節(jié) 細胞分類學,3、在種級和種級以下類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon and under Genera taxon 禾本科Vulpia屬 在分布上顯然異域的，但在法國西北部有重疊現(xiàn)象，因此把它們作為1種的2個亞種處理為好。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,3、在種級和種級以下類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon and under Genera taxon 另一個例

47、子是費爾南德斯（A. Fernandes）對水仙屬（Narcissus）的細胞學研究，他利用細胞學資料，結(jié)合形態(tài)學、生態(tài)學和地理分布，對水仙屬提出了一個系統(tǒng)，說明各種間的關(guān)系。他認為各種間的演化，大都通過染色體的變化來進行的，如通過同源多倍性、異源多倍性、多體性、整倍性、非整倍性和B染色體。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,3、在種級和種級以下類群的應(yīng)用 Applied in Genera taxon and under Gen

48、era taxon 從以上舉例看來，2個相似類型，它們的染色體數(shù)目不同，往往難以斷定這2個類型應(yīng)獨立成種，還是1個種下的不同等級，還需根據(jù)其他性狀和它們的地理分布等情況全面考慮而定。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第一節(jié) 細胞分類學,總之，細胞學資料作為研究分類學的一個方法，在確定分類單位和研究系統(tǒng)演化，無疑是有重要意義的，但自然界植物種類繁多，生長環(huán)境差別很大，系統(tǒng)演化更是錯綜復(fù)雜，染色體數(shù)目也不是絕對恒定的，所以在植物分類學的研究中，細胞學的

49、資料是其中一個方面，它同其他學科一樣是分類學的證據(jù)之一。但是作為建立生物學和建立新的自然分類系統(tǒng)所必不可少的資料，現(xiàn)在越來越被更多的分類學家們所重視。,Section 1 Cytotaxonomy,細胞學資料在分類學研究中的應(yīng)用 Applied of cytology data among Taxonomy researched,第二節(jié) 化學分類學,Section 2 Chemotaxonomy,化學分類學作為一門學科，是在20世紀60年代前后建立起來的?；瘜W資料作為分類學證據(jù)的研究，則在200年前就開始了。長期以來，分類學家都在致力于如何把生物有機體之間的相互關(guān)系認識得更正確些，使對分類單位

50、的安排更符合客觀實際，更接近一個自然的分類和系統(tǒng)發(fā)育的系統(tǒng)，這就要求認識更多的特征來加以判別，因此，化學特征也就越來越為人們所重視。,第二節(jié) 化學分類學,Section 2 Chemotaxonomy,化學分類學這一名稱是荷蘭生化學家R.海赫瑙爾于20世紀50年代末提出的。60年代，由于植物生化資料的積累、尋找藥物及其他輕工、化工原料的要求及成功，尤其是各種色譜分析方法和電泳技術(shù)的發(fā)展，以及植物分類本身得到更多的特征，植物化學分類迅速發(fā)展。,第二節(jié) 化學分類學,Section 2 Chemotaxonomy,2、小分子化合物在植物分類中的應(yīng)用,1、植物化學分類學的概念、任務(wù)和內(nèi)容,3、大分子化

51、合物在植物分類中的應(yīng)用,第二節(jié) 化學分類學,1、植物化學分類學的概念、任務(wù)和內(nèi)容 Conception, assignments and contents of Chemotaxonomy 植物化學分類學：是利用化學的特征，來研究植物各類群間的親緣關(guān)系，探討植物界的演化規(guī)律，也可以說是從分子水平上來研究植物分類和系統(tǒng)演化的一門學科。 植物化學分類學是一種以分析植物的化學成分，比較外形相似植物化學成分的異同，從而判定其親緣關(guān)系的植物分類方法。該方法的研究條件要求較高，而且并不是全面分析相似植物的化學成分，只是針對某些化合物的定性或定量分析(例如醌類、萜類和黃酮類等)，不能單獨使用，只能作為經(jīng)典分

52、類方法的的補充,Section 2 Chemotaxonomy,第二節(jié) 化學分類學,1、植物化學分類學的概念、任務(wù)和內(nèi)容 Conception, assignments and contents of Chemotaxonomy 植物化學分類學的主要研究任務(wù)是：研究各分類階元（如門、綱、目、科、屬和種等）所含化學成分的特性和合成途徑；探索和研究各化學成分（主要是特征性成分）在植物系統(tǒng)中的分布規(guī)律以及在經(jīng)典分類學的基礎(chǔ)上，從植物的化學組成所表現(xiàn)出來的特征，小分子化合物和大分子化合物的角度，并結(jié)合其他有關(guān)學科，來進一步研究植物的系統(tǒng)發(fā)育。,Section 2 Chemotaxonomy,第二節(jié) 化

53、學分類學,1、植物化學分類學的概念、任務(wù)和內(nèi)容 Conception, assignments and contents of Chemotaxonomy 植物化學分類學的研究內(nèi)容可概括為： 對各級分類階元例如科、屬和種所含化學成分（包括主要成分，次要成分和特征成分）的特性和合成途徑進行比較研究。 探索各化學成分在生物界中的分布規(guī)律，研究生物體中化學成分的自身進化。 根據(jù)生物所含的化學成分及其合成途徑，配合傳統(tǒng)分類學及有關(guān)學科，共同研究生物類群的起源，如植物起源、被子植物起源等。,Section 2 Chemotaxonomy,第二節(jié) 化學分類學,2、小分子化合物在植物分類中的應(yīng)用 Appli

54、ed of small molecule compounds among plant taxonomy 近20年來，植物化學分類學的發(fā)展較快，這一階段的特點是人們的興趣集中在植物的次生成分上，也就是次生代謝的小分子化合物上。因為這些小分子化合物在植物界的分布的確有間斷，這種局限性分布，在研究植物分類和系統(tǒng)演化關(guān)系方面，成為有價值的分類性狀。 小分子化合物作為分類性狀已被應(yīng)用于植物分類中。例如：,Section 2 Chemotaxonomy,第二節(jié) 化學分類學,2、小分子化合物在植物分類中的應(yīng)用 Applied of small molecule compounds among plant t

55、axonomy 莎草科的單型屬海濱莎（Remirea maritima Aubl.）原被庫肯索爾（Kkenthal）放在刺子莞亞科（Rhynchosporoideae）中，但是經(jīng)過醌類色素的檢測，刺子莞亞科的其余種類均不含有醌類色素，而海濱莎卻含有大量的醌類色素。因此，根據(jù)化學資料，支持了克恩（Kern)等人的主張將該屬放在靠近富含醌類色素的莎草屬附近的藨草亞科（Scirpoideae）中。,Section 2 Chemotaxonomy,第二節(jié) 化學分類學,2、小分子化合物在植物分類中的應(yīng)用 Applied of small molecule compounds among plant ta

56、xonomy 賈恩納西(D.E. Giannasi）根據(jù)黃酮類化合物的分布對榆科中榆亞科（Ulmoideae）和樸亞科（Celtidoideae）中屬的處理進行了研究。他根據(jù)約80個種的葉片樣品中黃酮類化合物的色層分析，結(jié)果表明，在這1科中黃酮類化合物可分為兩大類：黃酮醇苷元（如山奈黃素、槲皮黃素和楊梅黃素）和葡基黃酮（如芹菜苷元、黃色黃素和金圣草黃素-C-苷）。有趣的是這兩種化合物類型不會同時出現(xiàn)于同一分類單位中，因此，是一個很好的分類特征。,Section 2 Chemotaxonomy,第二節(jié) 化學分類學,2、小分子化合物在植物分類中的應(yīng)用 Applied of small molecu

57、le compounds among plant taxonomy 賈恩納西(D.E. Giannasi）根據(jù)黃酮類化合物的分布對榆科中榆亞科（Ulmoideae）和樸亞科（Celtidoideae）中屬的處理進行了研究 屬于含黃酮醇的有榆屬、印緬榆屬（Holoptelea)、刺榆屬、櫸屬、糙葉樹屬、Planera、Phyllostylon、Mirandaceltis、Chaetoptelea、Ampelocera和Barbeya等屬； 含葡基黃酮的有樸屬、青檀屬、山黃麻屬、Parasponia、Lozanella、Chaetachme和Plagioceltis等屬。,Section 2 Ch

58、emotaxonomy,第二節(jié) 化學分類學,2、小分子化合物在植物分類中的應(yīng)用 Applied of small molecule compounds among plant taxonomy 賈恩納西(D.E. Giannasi）根據(jù)黃酮類化合物的分布對榆科中榆亞科（Ulmoideae）和樸亞科（Celtidoideae）中屬的處理進行了研究 此外，對8種白顏樹屬(Gironniera）植物進行了分析，其中3種含黃酮醇，5種含葡基黃酮。根據(jù)黃酮類型的不同，使經(jīng)典分類法難以處理的屬如Chaetoptelea， Mirandaceltis和Plagioceltis等，有了明確的歸屬。,Section 2 Chemotaxonomy,第二節(jié) 化學分類學,2、小分子化合物在植物分類中的應(yīng)用 Applied of small molecule compounds among plant taxonomy 賈恩納西(D.E. Giannasi）根據(jù)黃酮類化合物的分布對榆科中榆亞科（Ulmoideae）和樸亞科（Cel