中國新記錄穗芽水蔥的分類學研究

代英超, 劉日林, 陳征海, 季必浩, 葉文晶, 李根有

( 1. 浙江農林大學 林業與生物技術學院， 浙江 臨安 311300； 2. 景寧縣望東垟高山濕地自然保護區管理局，浙江 景寧 323500； 3. 浙江省森林資源監測中心， 杭州 310020； 4. 景寧縣林業總場，浙江 景寧 323500； 5. 浙江農林大學 暨陽學院， 浙江 諸暨 311800 )

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中國新記錄穗芽水蔥的分類學研究

代英超1, 劉日林2, 陳征海3, 季必浩4, 葉文晶2, 李根有5*

( 1. 浙江農林大學 林業與生物技術學院， 浙江 臨安 311300； 2. 景寧縣望東垟高山濕地自然保護區管理局，浙江 景寧 323500； 3. 浙江省森林資源監測中心， 杭州 310020； 4. 景寧縣林業總場，浙江 景寧 323500； 5. 浙江農林大學 暨陽學院， 浙江 諸暨 311800 )

摘要：該文報道了發現于浙江省景寧畬族自治縣山地沼澤中的莎草科水蔥屬一中國新記錄種——穗芽水蔥(Schoenoplectus gemmifer C. Sato, T. Maeda & Uchino)。該種外形與水毛花相似，但其稈質地較柔軟，小穗較短，花柱2，具無性繁殖的穗芽。染色體數目為2n = 78 ± 2(水毛花的染色體數目為2n = 44)。文獻記載穗芽水蔥特產于日本，并被列為日本稀有物種。該種在景寧的發現，對研究中國—日本植物區系具有重要學術價值。

關鍵詞：莎草科， 水蔥屬， 穗芽水蔥， 浙江景寧， 中國新記錄

于2010-2014年間，筆者在開展浙江景寧畬族自治縣濕地省級自然保護區科考過程中，發現了一種外形與水毛花(Schoenoplectusmucronatus)較為相似的水蔥屬植物， 經對其形態學及細胞學方面的研究，發現該種為穗芽水蔥(SchoenoplectusgemmiferC. Sato) (Maeda & Uchino, 2004)。該種是日本學者于2004年發表并認為特產于日本，被列為稀有物種 (Hayasaka & Sato，2004)水蔥屬(Schoenoplectus)在分類上歷來存在爭議(Linneo，1958；中國科學院中國植物志編輯委員會，1961;吳征鎰等，2003; Jung & Choi，2010)，林奈將水蔥屬作為藨草屬(ScirpusLinn.)的亞屬；1888年由Palla將其分出并提升為屬；1961年出版的《中國植物志》(第6卷)采用大屬概念，復將其歸于廣義的藨草屬中；2003年吳征鎰主編的《中國被子植物科屬綜論》以及梁松筠等在2010年出版的“Flora of China”中則均采用了狹義的水蔥屬觀點。本文采用“Flora of China”系統。

圖 1　3種水蔥屬植物的形態比較　A. 水毛花； B. 穗芽水蔥(日本熊本縣)； C， D. 穗芽水蔥(中國景寧縣)。Fig. 1　Morphological features of the genus Schoenoplectus　A. Schoenoplectus mucronatus; B. S. gemmifer of Japan; C，D. S. gemmifer of Jingning，China.

1材料與方法

1.1 材料

研究材料采自景寧望東垟和大仰湖濕地省級自然保護區，植株移栽至浙江農林大學東湖校區用于取樣和觀測；水毛花取自浙江農林大學引種的植株。

1.2 方法

1.2.1 形態學觀測在觀察、解剖標本的同時，對不同物候期上述2種活體植物分別進行觀察、拍照、測定、記錄，并與日本產的穗芽水蔥資料進行比較。

1.2.2 染色體核型分析在晴朗天氣的上午8：00-10：00，取長勢良好的新鮮根尖，立即放于2.5%八羥基二奎林溶液中，采樣完后帶回實驗室，先置于室溫下預處理5 h，再置于卡諾固定液(無水乙醇∶冰乙酸3∶1)中固定保存，以備使用。先將固定材料清洗2次，在混合酶液(纖維素酶和果膠酶)中酶解5 h，用蒸餾水清洗3遍，再加入適量的固定液，搗碎，離心，最后進行涂片。光學顯微鏡下觀察,選擇染色體分散良好的片子，染色2～3 h，在100倍油鏡下觀察染色體，以體細胞分裂中期的染色體為基本形態，統計30 個以上的細胞，其中85%以上的細胞要具有恒定一致的染色體數(李懋學和陳瑞陽，1985)。

2結果與分析

2.1 穗芽水蔥的形態特征

穗芽水蔥(中國景寧)的稈質地較軟； 苞片、 小穗較短，苞片多呈斜向至近橫向伸展；柱頭2；小穗上常生出小芽(穗芽)并長成新植株(圖1：C，D)。

表 1　穗芽水蔥(日本熊本縣)、穗芽水蔥(中國景寧縣)和水毛花的形態特征比較

水毛花的稈質地較硬；苞片、小穗較長，苞片多呈直立；柱頭3；小穗上不長穗芽(圖1：A)。

上述比較表明，穗芽水蔥(中國景寧)與水毛花雖然形態相似，但存在明顯的差異，而與穗芽水蔥(日本熊本縣)(Tetsuya，2004)基本一致(表1)。中國景寧產的穗芽水蔥與日本熊本產的穗芽水蔥亦存在區別，如苞片通常斜展或近橫展；小穗較短；小堅果呈平凸狀等(圖2)。這還有待于進一步觀察研究。

2.2 染色體數目

穗芽水蔥(中國景寧)與水毛花染色體數目存在明顯差距：穗芽水蔥(中國景寧)的染色體數目為2n=78±2，水毛花的染色體數目為2n=44，而穗芽水蔥(日本熊本)則為2n=68～74(圖3)。通常情況下，染色體具有很強的穩定性，是物種分類、親緣關系遠近判別的重要依據。但據報道，該屬植物的染色體數目常具一定的變化幅度(Maeda et al，2004)，因此穗芽水蔥(中國景寧)與穗芽水蔥(日本熊本)的染色體數目雖有差異，可能仍屬于變化范圍之中。

綜合上述形態學和細胞學研究，筆者認為中國景寧產的水蔥屬植物與穗芽水蔥為同一物種，屬中國新記錄植物(圖4)。穗芽水蔥在日本已被列為瀕危植物，并開展了形態解剖學、細胞學、生態學、保護生態學等一系列科學研究。由于中國景寧所產穗芽水蔥生于山地沼澤中，它們的居群個數、種群數量比日本還少，很有可能是地殼運動的孑遺產物，它在我國的發現，對研究景寧望東垟、大仰湖等山地沼澤濕地的成因、溪源濕地群之間的關系、中日地殼板塊運動以及植物區系間的關系等方面具有重要的學術價值。建議將其列為保護對象予以重點保護。

圖 2　穗芽水蔥(中國景寧縣)的形態結構　A. 花序； B. 小穗； C. 柱頭； D. 苞片； E. 小堅果； F. 穗芽。Fig. 2　Morphological features of the Schoenoplectus gennufer of Jingning, China　A. Inflorescence; B. Spikelets; C. Stigma; D. Bracts; E. Nutlets; F. Ear buds.

圖 3　水毛花、穗芽水蔥的染色體數目　A. 水毛花2n = 44； B. 穗芽水蔥 (景寧) 2n = 78 ± 2。Fig. 3　Two cells with different chromosome numbers in a given root-tip of Schoenoplectus mucronatus and S. gemmiferof Jingning (A，B).　A. Chromosome number in left cell was 2n = 44; B. Chromosome number in right cell was 2n = 78 ± 2.

圖 4　穗芽水蔥　A. 植株； B. 花； C. 小堅果和剛毛； D. 苞片。標尺 = 1 cm。Fig. 4　Schoenoplectus gemmifer　A. Habit； B. Flower； C. Nutlet with perianth segments； D. Glume. Scale bars = 1 cm.

3穗芽水蔥形態描述

穗芽水蔥新記錄圖4

SchoenoplectusgemmiferC. Sato, T. Maeda & Uchino，Fig. 4

多年生草本，根狀莖短。稈密集或松散叢生，直立，質柔軟，銳三棱形，三面內凹，深到黃綠色，高40～100 cm，基部以上無節點。基部具葉鞘2～3枚，膜質，紅棕色至棕褐色，緊緊圍繞莖稈，頂端斜截形，有時，最底部鱗片在松散，無葉片。最下部葉鞘傾斜，在頂端具急或圓潤的短尖，淺白綠色至綠色。穗狀花序，小穗假側生，3～14個聚集呈頭狀，放射狀排列；總苞片單生，莖狀，三棱，角尖，兩面凹，直立，果實成熟時彎曲，長2～6 cm，有時在前部具淺淺的棱槽，靠近頂端逐漸變細。小穗無柄，卵形至長卵形，長5～10 mm，基部鈍圓， 先端急尖或鈍， 密集多花；鱗片寬橢圓形，先端近圓形，厚膜質，舟狀，黃綠色逐漸變褐，具細條紋，背面具明顯中脈，新綠到黃綠色，先端全緣，具圓或尖的短綠色尖頭。具無性繁殖特性，小穗上常生有小芽，并長成新植株，其葉片呈細線形；雄蕊3，花絲淺黃色，扁平，呈帶狀，長4～4.5 mm，上端較寬，花藥線形，黃色，長約2 mm；花柱長2～2.5 mm，柱頭2，稀3，絲狀，長約為花柱的1/2，弧曲外卷；下位剛毛6，稀5或7，具倒刺，通常稍長于小堅果。小堅果寬倒卵圓形，平凸狀，頂端具小尖，長約2 mm(包括小尖)，寬約1.8 mm，成熟時棕黑色，具光澤，有橫向皺紋，基部楔形，先端圓潤，突然收縮成喙狀。花期8-9月，果期10-11月。

浙江 (Zhejiang)：景寧畬族自治縣，大仰湖，海拔1 400 m，山地沼澤中，2010年9月8日，李根有、陳征海、朱小平等JN2010003號；同地，2010年10月17日，朱小平等JN2010015號；望東垟，海拔1 320 m，山地沼澤中，2011年10月31日，李根有、陳征海、劉日林等JN2011008號。憑證標本保存于浙江農林大學植物標本館(ZJFC)。

參考文獻:

HAYASAKA E，SATO C, 2004. A new species ofSchoenoplectus(Cyperaceae) from Japan [J]. J Jap Bot，79(5)：322-325.

LINNEO C, 1958. Species Plantarum [M]. Ray Society：49-53.

FLORA OF CHINA EDITORIAL COMMITTEE OF CHINESE ACADEMY OF SCIENCES, 1961. Flora of China (Vol. 11) [M]. Beijing: Science Press. [中國科學院中國植物志編輯委員會, 1961. 中國植物志第11卷 [M]. 北京：科學出版社.]

WU ZY，LU AM，TANG YC，et al, 2003. China angiosperm families and genera comprehension [M]. Beijing: Science Press：317-322. [吳征鎰，路安民，湯彥承，等. 2003. 中國被子植物科屬綜論 [M]. 北京：科學出版社：317-322.]JUNG J，CHOI H, 2010. Systematic rearrangement of KoreanScirpusL. sl (Cyperaceae) as inferred from nuclear ITS and chloroplast rbcL sequences [J]. J Plant Biol，53(3): 222-232.

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Taxonomic study ofSchoenoplectusgemmifer，a newly recorded plants from China

DAI Ying-Chao1, LIU Ri-Lin2, CHEN Zheng-Hai3, JI Bi-Hao4,YE Wen-Jing2, LI Gen-You5*

( 1.SchoolofForestryandBio-technology,ZhejiangAgricultureandForestryUniversity, Lin’an 311300, China; 2.WangdongyangAlpineWetlandNatureReserveAdministrationofJingningCounty, Jingning 323500, China; 3.MonitoringCentreforForestResourcesinZhejiang, Hangzhou 310020, China; 4.ForestryTotalFieldofJingningCounty, Jingning 323500, China;5.JiyangCollege,ZhejiangAgricultureandForestryUniversity, Zhuji 311800, China )

Abstract:Schoenoplectus gemmifer C. Sato, T. Maeda & Uchino was found to occur in Jingning She Autonomous County in Zhejiang Province， China. This represents a new record of this species from China. The species is similar to Schoenoplectus mucronatus, but differs from the latter in its caulis soft texture， shorter spikelets， style 2， asexual reproduction buds on caulis， and its chromosome number was 2n = 78 ± 2 (while 2n = 44 for S. mucronatus). It has great academic value to research the relationship between China and Japan as a special and rare species in Japan.

Key words:Cyperaceae, Schoenoplectus, Schoenoplectus gemmifer C. sato, T. Maeda & Uchino, Zhejiang Jingning, Chinese new record

DOI:10.11931/guihaia.gxzw201412003

收稿日期:2014-12-02修回日期：2015-06-12

基金項目：浙江省科學技術重大項目(2006C12059-2)；景寧望東垟高山濕地省級自然保護區專項(2045200632)[Supported by Key Scientific and Technological Project of Zhengjiang Province(2006C12059-2); Special Fund of Wangdongyang Wetland Nature Reserve of Zhejiang Province (2045200632)]。

作者簡介：代英超(1989-)，女，山東臨沂人，碩士研究生，從事植物資源學研究，(E-mail)dych890526@126.com。 *通訊作者：李根有，教授，從事植物資源開發與利用研究，(E-mail)ligy1956 & 163.com。

中圖分類號：Q949

文獻標識碼：A

文章編號：1000-3142(2016)06-0686-05

代英超, 劉日林, 陳征海， 等. 中國新記錄穗芽水蔥的分類學研究[J]. 廣西植物， 2016， 36(6):686-690

DAI YC, LIU RL, CHEN ZH， et al. Taxonomic study ofSchoenoplectusgemmifer， a newly recorded plants from China[J]. Guihaia， 2016， 36(6):686-690