西疇重樓生物學特征補述及其系統(tǒng)位置

饒文霞 張開元 尹顯梅 薛丹 張浩 尹鴻翔

摘 要：西疇重樓（Paris cronquistii var. xichouensis）為云南省特有物種，野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)了廣西（田林、那坡）的省級新分布，針對該新分布居群，觀測并描述西疇重樓植物形態(tài)學特征，記錄物候?qū)W特征，野外觀測其地理分布特征，綜上對其生物學特性進行補述，并結(jié)合前人基于細胞核ITS、葉綠體psbA-trnH和trnL-trnF等序列的分子系統(tǒng)學研究結(jié)果探討其系統(tǒng)關系。結(jié)果表明：西疇重樓葉背面無紫色斑塊，花瓣較寬而顯著區(qū)別于凌云重樓（P. cromquistii var. cromquistii），但西疇重樓部分植株沿葉脈有紫色斑紋，表明與凌云重樓存在形態(tài)過渡，二者雄蕊數(shù)量均以3輪為主，而且變化范圍一致；西疇重樓的物候期與同域分布的凌云重樓相近，同南重樓（P. vietnamensis）差異顯著；西疇重樓多條序列的分子系統(tǒng)學研究顯示西疇重樓和凌云重樓始終聚為一支，證實二者高度的親緣關系。該研究結(jié)果完善了西疇重樓的生物學特性描述，首次報道了西疇重樓與凌云重樓形態(tài)特征存在過渡類型，物候?qū)W特征較一致，地理分布中心重疊，分子系統(tǒng)學位置相鄰，仍支持李恒系統(tǒng)將西疇重樓作為凌云重樓的一變種。

關鍵詞：西疇重樓，形態(tài)學，物候?qū)W，新記錄，系統(tǒng)位置

中圖分類號：Q949

文獻標識碼：A

文章編號：1000-3142（2018）05-0602-06

Abstract：Paris cronquistii var. xichouensis is a Yunnan endemic species，but the new records of provincial distribution of Tianlin and Napo counties in Guangxi Zhuang Autonomous Region were found in the field investigation. We updated the biological characteristics of P. cronquistii var. xichouensis by observing and describing the morphological characteristics of P. cronquistii var. xichouensis，recording phenological characteristics，and observing the geographical distribution characteristics in the field. To sum up，the supplement was about its biological characteristics. We also discussed the phylogenetic relationship based on the molecular phylogeny of ITS，psbA-trnH and trnL-trnF sequences. We found that P. cronquistii var. xichouensis had no purple plaque on its back，and had wider petals and significant difference with P. cromquistii var. cromquistii. There were also a small amount of leaf vein purple plaque，indicating that there was a transition with P. cromquistii var. cromquistii； The number of stamens of the both species were mainly three rounds，but the range of change overlapped. All phenological periods of P. cronquistii var. xichouensis were closed to P. cromquistii var. cromquistii，but had significant difference with P. vietnamensis； Multi-sequence molecular phylogenetic studies showed that P. cronquistii var. xichouensis and P. cromquistii var. cromquistii were always collected as one，confirming the relationship between the two species. We completed the description of the biological characteristics of P. cronquistii var. xichouensis，and reported for the first time that there was a transition between P. cromquistii var. cromquistii and P. cronquistii var. xichouensis，and pheno-logical characteristics were more consistent，overlap of geographical distribution centers，molecular systematics adjacent to each other，still supported P. cronquistii var. xichouensis as a variant of the P. cromquistii var. cromquistii.

Key words：P. cronquistii var. xichouensis，morphology，phenology，new records，systematic position

西疇重樓（Paris cronquistii var. xichouensis）隸屬重樓屬（Paris L.）側(cè)膜胎座亞屬（subgenus Daiswa）蚤休組（sect. Euthyra），模式標本采自云南西疇縣董棕槽，生長在石灰?guī)r山常綠闊葉林下（李恒，1986，1998），自發(fā)表以來，其系統(tǒng)位置長期被置于凌云重樓下面的一變種。但是紀運恒等（2006）曾根據(jù)標本的形態(tài)觀察結(jié)果將其提升為種，并報道其分布地域擴大到毗鄰的麻栗坡縣，根據(jù)世界自然保護聯(lián)盟瀕危物種紅色名錄（IUCN紅色名錄）類別和標準，將其瀕危狀態(tài)列為EN（瀕危）等級。顯然，西疇重樓的地理分布范圍極為狹窄，局限于兩個縣級行政區(qū)，為典型的極小種群物種，滅絕風險很高，通過野外詳查摸清其資源家底對于該植物的瀕危保護極有必要。另外，隨著人們對西疇重樓認識的不斷深化，其系統(tǒng)學位置的觀點也出現(xiàn)了分歧，李恒（1998）認為西疇重樓與凌云重樓的區(qū)別在于花瓣較寬，長3 cm，寬5 mm，葉片綠色無紫斑，長達29 cm，寬達20 cm，應作為變種處理。紀運恒等（2006）對西疇重樓的描述為葉紙質(zhì)，花瓣綠色，遠短于萼片，蒴果成熟時綠黃色，并認為其形態(tài)特征和凌云重樓區(qū)別較大，應提升為種。針對二者關于系統(tǒng)位置的分歧，究其原因，作者認為一方面源于所觀察植株的樣本量仍然有限，另一方面是缺乏詳細的物候?qū)W特征觀測，從而導致人們對西疇重樓整體生物學特征的認識至今仍然嚴重不足，制約著研究結(jié)論的客觀性。

為了更加系統(tǒng)全面地掌握西疇重樓的生物學特征，并進一步探討其系統(tǒng)位置，作者通過大范圍的資源詳查，在廣西田林縣、那坡縣發(fā)現(xiàn)了西疇重樓的新分布居群，根據(jù)新分布居群對西疇重樓的植物形態(tài)學特征、物候?qū)W特征、植物地理學特征開展了詳細觀測，并結(jié)合前人的分子系統(tǒng)學研究結(jié)果進行了綜合分析。

1 材料與方法

1.1 材料

隨機從廣西田林、那坡發(fā)現(xiàn)的西疇重樓新分布居群中選取20株、從廣西隆林縣的凌云重樓選取20株成熟植株進行觀測。

1.2 方法

植物地理學調(diào)查：根據(jù)文獻報道的西疇重樓和凌云重樓的地理分布中心（滇東南-桂西北）開展調(diào)查，記錄分布點地理位置、 海拔高度、 植被類型、同屬植物分布等特征；植物形態(tài)學觀測：在西疇重樓花期觀測并記錄主要性狀特征；物候?qū)W觀測：2014—2016年連續(xù)觀察并記錄西疇重樓出苗期、展葉期、開花期、果熟期的時間。

2 結(jié)果與分析

2.1 形態(tài)學特征

綜合前人的研究和報道，西疇重樓的分布地域僅僅局限于云南文山州的西疇縣和麻栗坡縣，且種群數(shù)量稀少，為一典型的極小種群植物、云南特有植物與珍稀瀕危植物。為了進一步掌握西疇重樓的植物地理學特征，作者對其分布地及其周邊地區(qū)（滇東南-桂西北地區(qū)）展開了調(diào)查。2014年6月和2017年3月，作者相繼在廣西那坡縣城廂鎮(zhèn)中強村和廣西田林縣潞城瑤族鄉(xiāng)潞城村海拔600～1 000 m的常綠闊葉林下采到該物種（圖1：A，B，C，D）。

（P. fargesii var. brevipetalata）等，作者對相互容易混淆的西疇重樓、凌云重樓、南重樓的形態(tài)學特征進行對比 （表1），分析發(fā)現(xiàn)西疇重樓具有獨特的形態(tài)特征還是易區(qū)別于同屬其他植物（紀運恒等，2006）的。西疇重樓的地理分布中心為滇東南至桂西地區(qū)。

2.2 物候?qū)W特征

通過對西疇重樓與同地域凌云重樓和南重樓物候?qū)W特征對比（表2）發(fā)現(xiàn)，西疇重樓與凌云重樓物候期基本一致，出苗期與展葉期均在12月到次年1月間，開花期均為3月，果裂期均為9月，與南重樓差別較大。完成一個營養(yǎng)生長和有性生殖過程周期，西疇重樓為一年，南重樓接近一年半。

2.3 分子系統(tǒng)學位置研究

Ji et al（2006）基于細胞核ITS序列、葉綠體psbA-trnH和trnL-trnF序列對21種重樓屬植物的系統(tǒng)關系開展了分子系統(tǒng)學研究。結(jié)果顯示基于trnL-trnF序列分析的簡約樹，西疇重樓和凌云重樓聚為一支（bootstrap值為82%）；基于psbA-trnH序列分析的簡約樹，西疇重樓和凌云重樓聚為一支（bootstrap值為69%）；基于ITS序列分析的簡約樹，西疇重樓和凌云重樓聚為一支（bootstrap值為60%）；綜合psbA-trnH和trnL-trnF序列分析的簡約樹，西疇重樓和凌云重樓聚為一支（bootstrap值為75%）；綜合ITS、psbA-trnH和trnL-trnF序列分析的簡約樹，西疇重樓和凌云重樓聚為一支（bootstrap值為78%）。

綜上所述，西疇重樓和凌云重樓基于多條序列分析的分子系統(tǒng)學位置始終相鄰，證實二者具有高度的親緣關系。

3 討論與結(jié)論

西疇重樓與原變種凌云重樓的形態(tài)特征區(qū)別在于葉片綠色無紫斑，長達29 cm，寬20 cm。但根據(jù)大量的植株形態(tài)觀察，部分植株葉片背面沿葉脈有紫色斑紋，顯示二者之間存在過渡形態(tài)。凌云重樓形態(tài)學性狀的另一個特點是雄蕊數(shù)量的變化幅度較大，李恒（1998）認為，凌云重樓的種內(nèi)變異表現(xiàn)在：雄蕊數(shù)量3輪為主，產(chǎn)地偏南的植株可達4輪，偏北地域的可減少為2輪。但是迄今沒有關于西疇重樓雄蕊數(shù)量變化幅度的報道，為此，本文隨機抽取20株西疇重樓觀察雄蕊輪數(shù)，發(fā)現(xiàn)其雄蕊數(shù)量并非嚴格的3輪，具有2n+2、3n-1、3n、3n+1等類型，顯示其雄蕊數(shù)量變化較活躍，既有2～3輪之間的類型，也有3～4輪之間的類型，完全在凌云重樓雄蕊數(shù)量種內(nèi)變異的變化范圍之內(nèi)。

西疇重樓物候期尚無任何報道，本文首次對其進行了觀測和記錄，發(fā)現(xiàn)西疇重樓與同域分布的凌云重樓物候期較一致，而與同域分布的南重樓差異顯著，為二者相近的親緣關系提供了新的佐證。

李恒（1998）認為凌云重樓從云南北回歸線附近分布至川北，主要分布于云南東南部（金平、屏邊、河口）、廣西西南部、貴州南部（安龍），也散見于四川中部至南部，顯然，滇東南至桂西地區(qū)為凌云重樓的分布中心。物種的分布中心也是其多樣化中心，因此變種一般是出現(xiàn)在種的地理分布范圍之內(nèi)，而西疇重樓的地理分布中心完全重疊于凌云重樓的分布中心，符合變種與種的地理特征關系。

紀運恒等（2006）基于細胞核ITS、葉綠體psbA-trnH和trnL-trnF等DNA序列特征的分子系統(tǒng)學研究探討了21種重樓屬植物的系統(tǒng)關系，在3類序列的多個簡約樹中，西疇重樓與凌云重樓均聚為一支，顯示了二者高度的親緣關系。

綜上所述，西疇重樓與凌云重樓的葉片形態(tài)特征存在過渡類型，雄蕊數(shù)量變化活躍，且變化范圍一致，物候?qū)W特征相似，地理分布中心重疊，分子系統(tǒng)學位置相鄰，因此仍然支持李恒系統(tǒng)將西疇重樓作為凌云重樓的一變種。鑒于西疇重樓種群數(shù)量依然稀少，作者支持紀運恒根據(jù)IUCN（2001）物種紅色名錄將其瀕危狀態(tài)列為EN等級（紀運恒等，2006），應加強保護。

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