（植物学专业论文）多叶重楼种内的形态变异及其its序列分析.pdf

四j 1 1 大学硕士毕业论文 声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得四川大学和其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献 均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 本学位论文成果是本人在四川大学读书期间在导师指导下取得的，论文成 果归四川i 大学所有，特此声明。 豆丽 霜阀 2 - 羽，f ，号口 四川大学硕士毕业论文 多叶重楼种内形态变异及其i t s 序列分析 植物学专业 研究生翁周指导教师王丽( 教授) 摘要 多叶重楼是延龄草科重楼属植物，包括多个变种和变型，其中两个变种被 历版中华人民共和国药典收录，为重要的传统中药材。因为药用价值突出， 植化和药理等领域成为了近年来的研究重点，细胞学和孢粉学等方面也研究得 比较透彻，但针对多叶重楼形态分化和系统关系研究的则很少，且研究的变种 数量也很有限，而多叶重楼种下变种的划分以及彼此之间的关系一直存在争议， 所以有必要对多叶重楼进行更为详细的研究。 数量分类方法因为稳定性和可重复性高而常常被运用于植物系统学研究“， 并且对于种内形态变异研究很有帮助，而i t s 序列分析已经普遍运用于植物物 种鉴定以及分子系统学研究，并被认为是解决分类争议的一种有力工具。因此 本文分三部分分别对多叶重楼的形态学数据和i t s 序列进行分析，以研究多叶 重楼种内的形态变异规律和种下各交种之间的关系： 第一部分用s p s s l l 5 对多叶重楼1 4 个居群的8 4 6 个个体的形态学数据进 行分析，以研究多叶重楼种内的形态分化规律结果发现多叶重楼个体间形态变 异较大，繁殖器官和营养器官的形态稳定性相近；居群间形态变异与居群的地 理分布有一定的关系，长江南北的居群在形态特征上有一定的差异，环境是影 响多叶重楼种下形态变异的主要因素之一。性状的主成分分析表明，花丝长、 药隔长、花瓣长、萼片及叶片形态特征对多叶重楼的形态影响较大，它们与药 隔突出和花瓣宽( 两个性状) 一同作为多叶重楼种下分类的重要形态指标。 第二部分用s p s s i i 5 对多叶重楼7 个变种的2 0 居群进行形态学分析，发 现各变种在形态特征上都有较大的变化，特别是在数量形状上，而且部分性状 之间存在重叠。另一方面，不同的变种也各具特点：狭叶重楼根状茎细长，叶 数多，叶片狭窄，宽常不超过2 o o c m ；宽叶重楼比狭叶重楼叶片略宽；华重楼 1 四川大学硬士毕业论文 根状茎粗壮，叶柄明显，花瓣长条形，长约萼片的 3 左右，雄蕊稀3 轮；滇 重楼根状茎粗壮，叶常倒卵( 状椭圆形) 形，花瓣长条形，与萼片近等长，少 数上部扩大成匙状；长药隔重楼药隔突出明显，长o 5 2 一1 7 3 c m ；小重楼植株 矮小，叶片和萼片背面紫色，药隔突出明显。同时判别分析和聚类分析一方面 表明，多叶重楼各变种内部都发生了一定的形态变异，但这种形态变异主要发 生在个体之间，雨非居群之间；另一方面也反映出了各变种之间的关系，即狭 叶重楼、宽叶重楼和狭叶重楼的关系较近，滇重楼和华重楼关系较近，小重楼 与长药隔重楼关系较近；宽叶重楼和狭叶重楼都可以看作是多叶重楼的种下变 种。 第三部分用c l u s t a l x l 8 3 和m e g a 3 1 对多叶重楼11 个个体的i t s 序列进 行比对和聚类分析，结果发现多叶重楼的i t s 序列比较保守，无论是在变种内 还是变种间，个体时间( 序列) 的相似程度都较高，且变种内的差异小于变种 间的差异。在遗传距离上，狭叶重楼与华重楼距离较近，滇重楼与其他变种距 离较远。聚类分析显示：在n j 树上，多叶重楼的1 1 个个体明显的分为三支， 华重楼与狭叶重楼聚为一支，表明二者关系密切：小重楼聚为一支，说明晓重 楼与其他变种的关系较远；滇重楼和原变种聚为支，说明滇重楼和原变种的 关系较近，而与其他变种的关系相对较远。 关键词：多叶重楼；形态变异：聚类分析：i t s ；种内分化 2 四川大学顼士毕业论文 s t u d i e so ft h em o r p h o l o g i c a lv a r i a t i o n0 1 1 a n di t ss e q u e n c e a n a l y s i so f p a r i s p o l y p h y l l as m i t h m a j o r ：b o t a n y p o s t g r a d u a t e ：z h o uw e n gt u t o r ：p r o f liw a n g a b s t r a c t p a r i sp o l y p h y l l as m i t hi sa ni m p o r t a n tc h i n e n s i sm e d i c i n e i n c o d i n g s e v e r a lv a r i t a so rf o r m a s t h ea r t i c l ew a sd i v i d e di n t ot h r e ep a r t st o a n a l y s e t h em o r p h 0 1 0 9 i c a ld a t aa n di t ss e q u e n c e so f 尸a ，j sp o y p h y a s m i t ht os t u d yt h em o r p h 0 1 0 9 i c a lv a r i a t i o nr u l ea n dt h er a l a t i n s h i p a m o n gt h ev a r i e t a so fp a r i sp o j y p h y as m i t h ： i no r d e rt os t u d yt h em o r p h 0 1 0 9 i c a lv a r i a t i o nr u l eo f 产：量r i s p o l y p h y a s m i t h ，3 7m o r p h 0 1 0 9 i c a lc h a r a c t e r so f8 4 6i n d i v i d u a l so f1 4p o p u l a t i o n s w e r ea n a l y z e dw i t hs p s s l l 5i np a r to n eo ft h i sa r t i c l e t h er e s u l t s s h o w e dt h a tt h e r ew a sd i s t i n c tm o r p h 0 1 0 9 i c a lv a r i a t i o na m o n gi n d i v i d u a l s a n ds i m i l a ri n f l u e n c eo fe n v i r o n m e n to n r e p r o d u c t i v eo r g a n s a n d v e g e t a t i v es t r u c t u r e s q - c l u s t e ra n a l y s i sr e f l e c t e dt h a tt h e r ew a s o b v i o u sm o r p h o l o g i c a ld i f f e r e n t i a t i o na m o n gp o p u l a t i o n sw h i c hh a da c e r t a i nr e l a t i o n s h i pw i t hg e o g r a p h i c a ld i s t r i b u t i o n e n t i r o n m e n t a l f a c t o r sw a s o n eo ft h em a i nf a c t o r sa f f e c t i n gt h em o r p h o l o g i c a lv a r i a t i o n o f 只p o l y p h y l l as m i t h a c c o r d i n gt ot h ep r i n c i p a lc o m p o n e n ta n a l y s i s ( p c a ) ，t h el e n g t ho ff il a m e n t ，a n t h e ra n dp e t a l ，a n dt h ec h a r a c t e r s o fl e a v e sa n ds e p a lw e r em u c hm o r ei m p o r t a n ti n f l u e n c i n go nt h e m o r p h o l o g i c a lt r a i t so fpp o y p h y l l as m i t h ，a n db e e nc o n s i d e r e da sv e r y i m p o r t a n tm o r p h o l o g i c a lc l a s s i f i c a t i o ni n d e x e si n 尸p o l y p h y l l as m i t h t o g e t h e rw i t hl e n g t ho ff r e ep o r t i o no fc o n n e c t i v ea n dw i d t ho fp e t a l 3 四川大学硕士毕业论文 a n dt h es a n m et i m e ，3 7m o r p h 0 1 0 9 i c a lc h a r a c t e r so f7 4 9i n d i v i d u a l so f 2 0p o p u l a t i o n sw e r ea n a l y z e dw i t hs p s s l l 5i np a r tt o w t h er e s u l ts h o w e d t h a tt h e r ew a sd i s t i n c t m o r p h o l o g i c a lv a r i a t i o na m o n gv a r i e t a s ， e s p e c i a l l ya tt h eq u a n t i t yc h a r a c t e r s a 1 s oe a c hv a r i e t a sh a di t so w n t r a i t s 。s u c ha s ：尸p o l y p h y l l as m i t hv a t s t e n o p h y l l ah a dt h i ns t e m r h i z o n ea n dl e a f ：t h el e a fo fpp o l y p h y l as m i t hv a r a t i f o i l aw a s al i t t l ew i d e rt h a np o l y p h y l l as m i t hv a r s t e n o p h y l a ：尸p o y p h y l l a s m i t hv a t c h i n e n s i sh a dt h i c kr h i z o m ea n dw i d ep e t a lw h i c hw a sa b o u t 1 3l e n g t ho fs e p a l ：pp o l y p h y l l as m i t hv a r y u n n a n e n s i sa l s oh a dt h i c k r h i z o m ea n dw i d ep e t a l ，b u ti t sp e t a lw a su s u a l l ya sl o n ga s s e p a l ：p p o l y p b y as m i t hv a r m i n o ra n dpp o l y p h y l l as m i t hv a t p s e u d t h i b e t i c a b o t hh a dl o n gf r e ep o r t i o no fc o n n e c t i v e ，b u tt h eb a c k e r sw a sv e r ys h o r t a n dt h ec o u l o ro f t h eb a c ko fl e a fa n d s p e a w e r ep u r p l e q - c l u s t e r a n a l y s i sr e f l e c t e dt h a tt h e r ew a so b v i o u sm o r p h 0 1 0 9 i c a ld i f f e r e n t i a t i o n a m o n gp o p u l a t i o n s a n dt h er e l a t i o n s h i pb e t w e e npp o l y p h y l l as m i t hv a r s t e n o p h y aa n d 只p o l y p h y l l as m i t hv a r 1 a t f f o y l aw a sm u c hc l o s e rt h a n t h eo t h e ro n e s s od i dp p o l y p h y l l as m i t h v a t y u n n a n e n s f sa n dp ? p o l y p h y l l as m i t hv a r p o j y p h y l a ：a n d 户p o l y p h y as m i t hv a t m i n o rh a d m u c hf u t h e rr e l a t i o n s h i pt h a n t h eo t h e rv a r i t a s a c c o r d i n gt ot h ea n a l y s i so f i t ss e q u e n c e so f1 1i n d i v i d u a l si np a r t 3 ，t h er e s u l ts h o w e dt h a t t h ed i f f e r e n t i a t i o na m o n gd i f f e r e n t i n d i v i d u a l so fpp o l y p h y as m i t hw a sl i m i t e d ，a n dr e l a t i o n s h i pb e t w e e n p ，p o l y p h y as m i t hv a t s t e n o p h y l l aa n dp p o l y p h y l l as m i t hv a r c h i n e n s i sw a sm u c hc l o s e rt h a nt h eo t h e ro n e s ， 只p o l y p h y l as m i t h v a r y u n n a n e n s f s h a dm u c hf u t h e rr e l a t i o n s h i pt h a nt h eo t h e rv a r i e t a s ， s od i d 只p o l y p h y l l as m i t hv a r m i n o r k e yw o r d s ：p a r i sp o l y p h y l l as m i t h m o r p h o l o g i c a lv a r i a t i o n c l u s t e r a n a l y s i s ， i t s ，d i f f e r e n t i a t i o ni ns p e c j e s 4 四川大学磺士毕业论文 1 概述 刖吾 重楼是延龄草科( t r i l l i a c e a e ) 重楼属( p a r i 曲植物的统称，具有很高的 药用价值。在古代，神农本草经、本草纲目以及植物名实图考等 药典都对重楼的药用价值做了详细的介绍“3 ；在现代，重楼是云南自药等许多 中药的主要成分州，常用于治疗暗疮肿毒及流行性腮腺炎等疾病。此外，它还 有抗癌止血，祛痰抑制细菌等功效。 多叶重楼pp o l y p h y l l as m i t h 是重楼属植物中具有重要地位的一个种， 包括多个变种或变型，载入中华人民共和国药典的两种“重楼”p p o l y p h y l l av a r c h i z 7 e n s i s ( f r a n c h ) h a r a 和户p o l y p h y l l av a r 。 y u n n a n e n s i s ( f r a n c h ) h a n d 一m a z z ) 均属于该种。多叶重楼在我国分布 广泛，主要生长于西藏、云南、四川、贵州、广西等十数个省区的海拔3 4 0 0m 以下的针阔叶混交林、常绿阔叶林、竹林、灌丛或草坡中，小片状或零星生长， 其分布区内湿度大、日照少、降水充沛：种间的垂直分布主要受制于垂直方向的 温度变化。“。 2 重楼的研究进展 因为药用价值突出，植化、药理与组培等领域成为了近年来的研究重点”1 “， 细胞学、孢粉学、血清免疫学等方面也研究得比较透彻。 2 1 形态学研究 多叶重楼绝大多数的形态性状的变化是连续的“，而且形态变化很大，常 会演变出大量的地理宗“”，所以给种下分类带来了不少困难，以至于在标本的 鉴定中时常出现意见不、同一标本多次易名的情况。在不同的分类系统中， 四川大学硕士毕业论文 多叶重楼的系统地位和种下变种范围也有很大的差异李恒“3 “1 将胎座形式作 为重楼属植物组级分类的首要标准，认为多叶重楼属于侧膜亚属，种下包含8 个变种和两个变型，h a r a “”则未考虑胎座形式，将多叶重楼分为了1 1 个变种， 其中包含了系统学位置相差很远的种类，如只h a i n a n e n s i s m e r r 和pd u n n i a n a l e v l ：t a k h t a j a n “”未进行种下的细分，认为它可以形成多个地理宗，而将华 重楼、滇重楼、狭叶重楼、宽瓣重楼等独立出来成为一个种级单位。 2 2 细胞学和分子生物学研究 从3 0 年代开始就有人进行过重楼植物的细胞学研究迄今为止，多叶重楼 的大多数常见种( 尸p o l y p h y l l a s m i t hv a f p o l y p h y l a ，只p o l y p h y l l a s m i t h v a r y u n n a n e n s i s p p o l y p h y l as m i t hv a f c h i n e n s i s , p p o l y p h y l l as m i t h v a r s t e n o p h y j j a 和pp o l y p h y as m i t hv a r 1 a t i f o l i a ) 均做过较为详细 的细胞学或核型的研究“i s - 1 6 。 在分子遗传学方面，国内外很少有人研究有关多叶重楼的遗传多样性分析 的研究也不多，较重要的见于唐荣华“”、张金渝“、j iy “9 3 以及张瑞等的著 作中。 2 3 组织培养、引种驯化及栽培 李运昌、王丽萍、张金渝、袁理春对多叶重楼进行了野生驯化及栽培技术 的初步研究“一列；李群等对重楼的组织培养做了研究。“，为重楼资源的保护 和可持续开发利用奠定了一定的理论基础。 2 4 活性成分及开发利用 普遍认为多叶重楼药用有效成份为皂甙，研究表明从重楼根茎中分离出来 的多糖类物质也是药用的活性成份汹1 ，近年来在地上部分有效成分的研究中也 6 四川大学硬士毕业论文 取得了一定的成果“7 。 重楼作为种新兴的药用植物具有广泛的开发利用前景。其主要药用成分 为甾体皂甙，具有止血、止痛、抗肿瘤、免疫调节和抗生孕等多种生理活性， 是云南白药、宫血宁和季德胜蛇药片等多种药物的主要原料，需求量很大， 其中宫血宁胶囊是用于妇产科止血、消炎，辅助子宫复旧的有效药物 3 展望 多叶重楼虽然在我国多省区都有分布，但主要集中在西南地区。近几十年 来，重楼赖以生存的环境遭到了严重的人为破坏，加上现在的需求量与日俱增， 重楼供求之间的矛盾日益严重，仅仅靠载入中华人民共和国药典的七叶一 枝花和滇重楼的供应已经完全不能够满足市场的需要，转而本种甚至本属的其 他品种也成为了收购的对象。重楼市场价格的看涨，使得产区的药农或者农民 对各种重楼进行地毯式地滥挖，对产区重楼的种类和数量而言都是毁灭性的打 击，有些产地的部分种类已经灭绝或濒于灭绝”1 ，虽然部分地区进行了一定规 模的引种栽培，但是由于海拔、生境的差异以及管理不当而造成种苗的大量死 亡，客观上也造成了重楼资源的浪费。 随着野生资源数量和种类的不断减少，对重楼属植物的研究就更显得更为 重要和必要，由于药用价值突出，多叶重楼特别是华重楼和滇重楼的组培、植 化和药理研究也就成为了保护重楼资源的重要的环节，重楼替代品的研究也是 一个很有效的途径。另一方面，通过形态学和分子生物学手段和方法研究( 多 叶) 重楼的形态和遗传分化规律，也能为重楼资源的保护和利用提供一定的理 论依据。 四州大孛硕士毕业论文 l 2 3 7 8 9 参考文献 李恒重楼属植物北京：科学出版社1 9 9 8 胡光万，雷立公出自深山的良药重楼植物杂志2 0 0 2 0 3 ：1 6 钟延瑜，舒光明，易尚平四川重楼属药用资源研究生物资源1 9 9 8 ，1 4 ( 5 ) ： 2 0 2 - 2 0 6 张霄霖，刘月婵重楼的研究与应用中国中医药科技2 0 0 0 ，7 ( 5 ) ：3 4 6 3 4 7 汤海峰，赵越平，蒋永培重楼属植物的研究概况1 9 9 8 ，2 9 ( 1 2 ) ：8 3 9 - 8 4 3 马云淑，桂镜生，朱燕等滇产重楼资源及市场情况调查云南中医学院学报1 9 9 7 2 0 ( 2 ) ：2 4 2 6 罗明华，峨眉山的重楼属种类分布及一些种年生长特性中药材2 0 0 4 。2 7 ( 7 ) ： 4 7 8 4 8 1 陈昌祥，张玉童，周俊滇重楼地上部分得两个微量皂甙 j 云南植物研究，1 9 9 5 ， 1 7 ( 2 ) ：2 1 5 2 2 0 何俊，张舒，王红，等滇重楼植物的研究进展 j 云南植物研究，2 0 0 6 ，2 8( 3 ) ： 2 7 1 2 7 6 1 0 张金渝，虞泓，张时刚。等滇重楼与华重楼的野生驯化和繁殖技术研究 j 西南 农业学报2 0 0 4 ，1 7 ( 3 ) ：3 1 4 3 1 7 i i h i r o s h ih v a r i a t i o n si np a r i sp o l y p h y l l as m i t hw i t hr e f e r e n c et oo t h e ra s i a t i c s p e c i e s j ，j o u r n a lo ff a c u l t yo fs c i e n c eo ft o k y ou n i v e r s i t y ，1 9 6 9 ，1 0 ( 1 0 ) ： 1 4 1 1 8 0 1 2 a r e m nt ar e v i s i o no f 助j 册( t r i l l i a c e a e ) j b r i t t o n i a 1 9 8 3 ，3 5 ( 3 ) ： 2 5 5 2 7 0 1 3 李恒重楼属系统发育探讨 j 云南植物研究1 9 8 4 ，6 ( 4 ) ：3 5 1 3 6 2 1 4 李恒重楼属的系统发育 m 李恒，杨兴华，粱汉兴，等重楼属植物北京：科 学出版，1 9 9 8 ：8 - 2 2 1 5 李恒，顾志建，纳海燕，重楼属植物的细胞地理学研究植物分类学报1 9 8 8 ，2 6 ( 1 ) ：i - 1 0 1 6 韦仲新重楼属花粉形态的研究云南植物研究1 9 8 8 ，1 0 ( 2 ) ：1 4 7 1 5 3 1 7 ，唐荣华，王丽，唐小为，等十一种重楼属植物的p u p d 分析 j ，四川大学学报 8 四川大学硕士毕业论文 ( 自然科学版) ，2 0 0 3 ，4 0 ( 4 ) ：7 7 8 7 8 1 8 张金渝，虞泓，张时刚，等多叶重楼遗传多样性的r a p d 分析 j ，生物多样性， 2 0 0 4 ，1 2 ( 5 ) ：5 1 7 5 2 2 1 9 j iy ， f r i t s c bp - w ，l ih ，e ta 1 p h y l o g e n ya n dc l a s s i f i c a t i o nd f ，：r f s ( m e l a n t h i a c e a e ) i n f e r r e df r o md n as e q u e n c ed a t a j a n n a l sb o t a n y ，2 0 0 6 ，9 8 ( 1 ) ：2 4 5 - 2 5 6 2 0 张瑞，唐铭霞，翁周，王丽重楼属植物a f l p 试验体系得建立四川大学学报( 自 然科学版) ，2 0 0 6 ，4 3 ( 5 ) ：1 1 0 6 1 1 1 0 2 1 袁理春，陈翠，杨丽云，等滇重楼根状茎繁殖诱导初报中药材2 0 0 4 。2 7 ( 7 ) ： 4 7 7 2 2 候玉平，胡晓立，沙莎，等重楼的繁殖技术研究进展云南大学学报( 自然科学 版) 2 0 0 4 ，2 6 ( 6 a ) ：6 0 6 2 2 3 王丽萍，起学伟云南重楼野生驯化及栽培技术研究初探 j 中国野生植物资源， 2 0 0 2 2 1 ( 1 ) ：6 2 6 3 2 4 李群葛方兰，王丽重楼属植物初代培养过程中无菌培养物的建立【j 四川师范大 学学报，2 0 0 3 。2 6 ( 6 ) ：6 2 4 6 2 6 2 5 李群，陈丽萍，葛方兰重楼属植物愈伤组织的诱导和培养四川师范大学学报( 自 然科学版) ，2 0 0 6 ，2 9 ( i ) ：1 2 0 1 2 2 2 6 陈昌祥，周俊重楼属植物的化学成分蹦 李恒，杨兴华，梁汉兴，等重楼属植 物北京：科学出版社，1 9 9 8 ：1 5 8 1 9 6 2 7 周正飞，陆平演重楼地上部分的开发研究中国民族民闻医药杂志，2 0 0 4 ( 6 6 ) ： 1 2 - 1 3 2 8 季绍平，杨斌滇重楼驯化栽培研究初报 j 云南农业科技2 0 0 5 ，2 ：2 4 2 9 王强，徐国钧中药七叶一枝花类五省区主产地的资源调查南京药学院学报， 1 9 8 6 ，1 7 ( 3 ) ；1 7 9 - 1 8 1 9 四川大学夏士毕业论文 第一章多叶重楼种内形态变异研究 多叶重楼( 胁拈p o l y p h y l l as m i t h ) 是延龄草科( 广义百合科) 重楼属植 物，包括多个变种，其中华重楼p a r i sp o l y p h y l l as m i t hv a t c h i n e n s i s 和 滇重楼p a r i sp o l y p b y l l as m i t hv 8 y u n n a n e n s i s 己被中华人民共和国药 典( 2 0 0 5 年版) “1 收录。由于药用价值突出，植化、药理与组培等领域成为 了近年来的研究重点。“”“1 ，细胞学和孢粉学等方面也研究得比较透彻，多叶重 楼绝大多数的形态性状的变化是连续的0 3 ，而且形态变化很大，常会演变出大 量的地理宗“1 ，所以给种下分类带来了不少困难，以至于在标本的鉴定中时常 出现意见不一、同一标本多次易名的情况。在不同的分类系统中，多叶重楼的 系统地位和种下交种范围也有很大的差异。虽然在重楼属植物研究中引入了多 种细胞学和分子生物学方法，如r a p d 。”。，r b c 序列”3 、m a t k 基因“、i t s 序 列“分析等，但针对多叶重楼形态变异和系统关系研究的则很少，且研究的交 种数量也很有限，所以有必要对多叶重楼进行更为详细的研究。 数量分类方法因为稳定性和可重复性高而常常被运用于植物系统学研究 “”，并且对于种内形态变异研究很有帮助“。因此本实验参照中国植物志( 英 文版) t 1 4 j 运用s p s s l l 5 对多叶重楼1 4 个居群8 4 6 个个体的形态学数据进 行分析，探讨多叶重楼的形态变异规律和影响多叶重楼形态变化的主要因素。 1 1 材料和方法 1 1 1 材料 新鲜材料共1 7 2 份( 表卜1 ) ，分别采至四川和云南两省，材料样本种植于 四川大学生命学院苗圃，模式标本保存于四川大学植物标本馆( s z ) 。蜡叶标本共 6 9 7 份( 表略) ，其中成都生物所植物标本馆( c d b i ) 7 8 份，昆明植物所标本馆 ( k u n ) 6 5 份，北京植物所标本馆( p e ) 5 5 4 。 四川大学硕士毕业论文 表1 - 1 新鲜材料来源 t a b i e1 1s o u r c eo ff r e s hm a t e ri a i s 1 1 2 测量方法 各数量性状皆以测量该性状的最长( 宽) 处为准，共测量或记录了2 5 个数 量性状和1 2 个质量性状( 如表1 3 所示) 。蜡叶标本的数码照片用软件进行测 量换算( 数码摄像时在标本旁水平放置直尺作为比例尺，用软件a c d s e cv 3 1 s r l 对照片进行剪切，以换算得到该照片每1 像素代表的实际长度) 。由于个体 数量巨大，为研究方便，形态学材料以省份为单位来划分居群，因大多数居群 个体数目有限，故选择具有1 0 个个体以上的居群作为基本研究对象，居群的总 体水平形态指标由居群内所有个体该性状的形态指标的平均值表示，共得到1 4 个居群( 表卜2 ) 。 表1 - 2 供试的，4 居群及相应个体数 t a b i e1 21 4p o p u l a t i o r sa n dt h en u m b e ro fi n d i v i d u a i sf o rt e s t 四川大学颓士毕业论文 1 1 3 形态变异的统计方法 本文利用s p s s1 1 5 软件对形态指标进行统计：运行s p s s l l 5 “o n e - w a y a n o v a ”程序，对个体的形态数据进行单因素方差分析；运用s p s s i1 5 软件对 形态变量进行主成分分析；运行“h i e r a c h i c a lc l u s t e r ”程序用“组间- p e a r s o n c o r r e l a t i o n ”法进行居群水平上的q 型聚类分析和r 型聚类分析。由于不同变 量的数据具有不同的单位和量纲，其数值的变异可能很大，这会对分类结果产 生影响“”“”“。，所以必须对原始数据进行无量纲化处理，q 型聚类时将各性状 特征值标准化为z - s c o r e s ，r 型聚类分析时将数值标准化到均值为l 的水平。 1 2 结果与分析 1 2 1 均值比较与方差分析 多叶重楼是重楼属植物中的第一大种，形态变异较大，且大多数性状的变 化是连续的，同时性状之间的变化是相互独立的“1 。统计发现( 表卜3 ，大小数 量性状单位为c m ) ：个体水平上几乎所有形态性状的变异范围都很广，如叶片 形状从倒卵形到披针形呈连续变化，花梗长从0 2 4 c m 至u 6 5 6 4 c m 不等，相当数量 个体的叶柄比较明显，有的甚至长达9 1 7 c m 。药隔突出、萼片长宽比( 简称萼 长宽比) 和花瓣宽3 个性状的变异系数最大，值均在o 9 0 之上。在2 5 个数量性状 中，繁殖器官和营养器官的平均变异系数相近，都为0 。5 2 左右，体现出了多时 重楼繁殖器官和营养器官在数量性状形念变异上具有很高的同步性。雄蕊轮数 最为稳定，大多数为2 轮，少数3 轮或偶有偏离，变异系数也最小，只有0 1 2 1 ， 在居群上雄蕊轮数的差异也不显著，都说明了雄蕊轮数对环境变化的反应相对 迟钝，可以作为判断多叶重楼种下系统进化关系的一个重要形态学指标。 表1 3 形态数据的均值和方差分析 t a b i e1 - 3t h em e a n - a n a l y s isa n dft e s to ft h et r a i t so fc h a r a c t e r s i 性状 最小值最大值均值标准差变异系数 s i g ，值l c h a r a c t e rm i n m a x m e a n s t c v l 根状茎长 0 8 2 91 1 6 0 3 3 9 2 91 7 0 70 4 3 5 0 0 0 2 * * l 1 2 四川大学硕士毕业论文 根状茎宽 0 5 0 74 6 2 51 5 8 10 6 0 20 3 8 】0 0 0 0 * 根长宽比 0 8 3 2 77 9 2 2 ，6 2 6 1 1 1 3 0 4 2 400 0 0 t 株高 80 2 51 7 00 0 05 3 3 5 l2 2 5 7 6 04 2 30 0 0 0 o 花梗长 0 2 3 56 56 3 81 2 7 4 01 0 2 5 30 8 0 50 0 0 0 * 叶数3 0 0 01 7 0 0 0 8 4 1 3 2 2 0 20 2 6 20 0 0 0 * 叶长 1 5 4 02 9 9 4 41 1 4 8 14 4 1 20 3 8 4 0 0 0 0 + 叶宽 0 0 7 01 3 4 7 62 8 7 91 6 0 20 5 5 7o o o o 叶长宽比 0 5 4 26 3 0 2 9 4 7 7 6 3 3 1 10 6 9 30 0 0 0 * 叶柄长 0 0 0 09 1 6 61 1 4 30 9 8 00 8 5 70 0 0 0 * 雄蕊数目 4 0 0 01 9 0 0 09 9 1 42 6 8 70 2 7 10 0 0 0 * 雄蕊轮数 2 0 0 0 3 0 0 02 0 6 7 0 ，2 5 10 1 2 10 0 8 9 花丝长 0 1 0 51 0 3 20 4 1 60 1 6 2o 3 9 00 0 0 0 药隔长 o 1 8 32 0 3 l0 7 7 80 3 0 8 0 3 9 60 0 0 0 * 花丝+ 隔 o 1 8 32 7 5 91 1 7 70 4 0 9 0 3 4 80 0 0 0 * 药隔突出0 0 0 0 1 7 2 8o ，】9 60 2 7 6 1 4 0 80 ，0 0 0 * 花萼数 2 0 0 08 0 0 04 8 4 11 0 8 90 2 2 50 0 0 9 * * 花萼长 1 2 5 61 2 1 3 04 6 3 41 6 0 10 3 4 60 0 0 0 * 花萼宽 0 0 2 43 8 7 21 3 5 00 5 0 30 3 7 30 0 0 0 + 萼长宽比 1 5 8 61 3 8 8 3 33 7 9 74 ，9 9 5j 3 】60 ，9 0 9 花瓣数 2 0 0 01 2 0 0 04 7 8 51 1 2 4 0 2 3 5 0 0 0 0 * 花瓣长 0 3 6 01 2 9 3 44 5 7 71 9 0 6o 4 1 60 0 0 0 花瓣宽 0 0 2 12 0 0 00 0 9 70 0 9 20 9 4 70 0 1 4 4 瓣长宽比 0 9 6 92 6 0 8 5 76 1 0 9 13 9 3 6 00 6 4 40 0 0 0 * 柱头数 1 0 0 04 0 0 02 2 7 10 8 3 40 3 6 70 。0 0 0 * 花瓣形状线形或条形，常线形 0 0 0 0 * 子房颜色绿色或紫色，常紫色 0 0 0 0 * 叶片形状披针形至倒卵形，常长椭( 披针形) 0 0 0 0 * 叶表颜色浅绿色至深绿色，稀紫色 0 0 0 0 * 叶背颜色浅绿色至深绿色。稀紫色 0 7 5 0 叶柄颜色绿色、草黄或紫色。常紫 0 0 5 8 萼片形状披针形至长椭圆形，长椭( 披) 0 0 0 0 * 萼表色浅绿色至深绿色，稀紫色 0 0 0 0 * 萼背色 浅绿色至深绿色，稀紫色 0 0 0 0 _ 根状茎形瘦长至钝圆，长宽比较大 0 0 0 0 * 茎的颜色 全绿( 草黄) 至全紫色 0 1 1 1 差异显著性水平( s i g 值) ：显著( $ ) ，非常显著( 料) ；a = o 。0 5 s i g n i f i c a n tl e v e hs i g n i f i c a n t( ) v e r ys i g n i f i c a n t ( ) 1 3 四j | i 大学颈士毕业论文 方差分析显示，1 4 个居群在超过8 6 的形态性状上差异显著，8 3 7 8 4 的 性状差异达到极显著水平，整体差异显著性水平繁殖器官( 9 0 达到显著) 略 高于营养器官( 8 2 3 5 3 ) 。居群性状特征平均值在居群问有一定的差异，其中 部分性状均值的变化有一定的规律。从图卜1 中可以看出，从长江以南到长江以 北，株高、花梗长和叶( 片) 长有减少的趋势，叶片数目则有增加的趋势，而 花丝长度和药隔长度则由南至北递减。 图i - i 多叶重楼居群性状特征均值折线图 f i g 卜jl i n e c h a r t so ft h em a nv a l u eo fc h a r a c t e r so fp o p u l a r i o n s ( a ) 长ei；i 长扛i ：l t b ?i 爿繁童 i。 、j | 、i； ： ，t j 、 a 藏- 始 j 、7 - ， i ，|、 ；一，气 、- 一7 、八厂一1 4 四川大学磺士毕业论文 1 2 2 主成分分析 为研究不同性状对多叶重楼形态的影响，进行了居群水平上形态学数据的 主成分分析。从表1 4 可以看出，前4 个主成分的累积贡献率达到了7 4 1 1 8 ： 第1 主成分的贡献率为2 8 0 7 7 ，特征向量绝对值较大的l o 个性状为株高、花梗 长、叶数、叶长、叶宽、叶柄长、花丝长、药隔长、花丝与药隔总长( 花丝+ 药隔) 及根状茎形，值均在0 7 3 1 以上。除根状茎形外，其他9 个性状都是数量 性状，且有4 个性状是叶部形态特征，3 个形状是雄蕊形态特征，所以第1 主成分 主要是叶部和雄蕊数量指标，表明叶部和雄蕊形态特征对多叶重楼的形态特征 影响较大，在多叶重楼的辨别及种下分类中具有较高的参考价值。第2 主成分的 贡献率为2 1 4 6 4 ，有5 个性状的特征向量绝对值较大，它们是萼长宽比、叶片 形、叶表色、萼片形和萼片表面颜色( 简称萼表色) ，都与观赏价值有关，可 以说是多叶重楼叶片和萼片的观赏指标。主成分3 的贡献率为1 5 7 7 2 ，其中特 征向量绝对值大的3 个性状为萼片数( 萼数) 、花瓣数和花瓣长，3 个性状都是 花部数量性状，可看作是花部数量指标，说明花部形态特征的变化对多叶重楼 整体形态特征的影响也较大。总的说来，叶部和花部形态对多叶重楼的形态特 征影响力较大。 1 2 30 型聚类与分析 为了研究多叶重楼种下居群之间的形态变异关系，根据皮尔逊相关系数， 以3 7 个形态性状对1 4 个居群矩阵进行了q 型聚类，得到了聚类分析树系图( 图 卜2 ) ，它清楚地反映出了各居群之间的关系。根据皮尔逊相关系数的不同，可 以对1 4 居群进行多种划分：如在皮尔逊相关系数1 9 上，可以划分为4 个表征 群，表征群a 包括了纬度相当的江西、湖南、福建和贵州4 个居群，表征群b 包括中国大陆最南端的广西、广东和云南3 个居群，表征群c 包括河南、陕西、 浙江3 个居群，表征群d 包括湖北、西藏、甘肃和四川4 个居群。而在皮尔逊 相关系数2 2 上，可以划分为a 、b2 个表征群，其中表征群a 包括江西、湖南、