中國新記錄穗芽水蔥的分類學(xué)研究

代英超, 劉日林, 陳征海, 季必浩, 葉文晶, 李根有

( 1. 浙江農(nóng)林大學(xué) 林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院， 浙江 臨安 311300； 2. 景寧縣望東垟高山濕地自然保護(hù)區(qū)管理局，浙江 景寧 323500； 3. 浙江省森林資源監(jiān)測中心， 杭州 310020； 4. 景寧縣林業(yè)總場，浙江 景寧 323500； 5. 浙江農(nóng)林大學(xué) 暨陽學(xué)院， 浙江 諸暨 311800 )

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中國新記錄穗芽水蔥的分類學(xué)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(nóng)林大學(xué) 林業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院， 浙江 臨安 311300； 2. 景寧縣望東垟高山濕地自然保護(hù)區(qū)管理局，浙江 景寧 323500； 3. 浙江省森林資源監(jiān)測中心， 杭州 310020； 4. 景寧縣林業(yè)總場，浙江 景寧 323500； 5. 浙江農(nóng)林大學(xué) 暨陽學(xué)院， 浙江 諸暨 311800 )

摘要：該文報(bào)道了發(fā)現(xiàn)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(zhì)地較柔軟，小穗較短，花柱2，具無性繁殖的穗芽。染色體數(shù)目為2n = 78 ± 2(水毛花的染色體數(shù)目為2n = 44)。文獻(xiàn)記載穗芽水蔥特產(chǎn)于日本，并被列為日本稀有物種。該種在景寧的發(fā)現(xiàn)，對研究中國—日本植物區(qū)系具有重要學(xué)術(shù)價(jià)值。

關(guān)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(hù)區(qū)科考過程中，發(fā)現(xiàn)了一種外形與水毛花(Schoenoplectusmucronatus)較為相似的水蔥屬植物， 經(jīng)對其形態(tài)學(xué)及細(xì)胞學(xué)方面的研究，發(fā)現(xiàn)該種為穗芽水蔥(SchoenoplectusgemmiferC. Sato) (Maeda & Uchino, 2004)。該種是日本學(xué)者于2004年發(fā)表并認(rèn)為特產(chǎn)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(xué)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(fù)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(diǎn)。本文采用“Flora of China”系統(tǒng)。

圖 1　3種水蔥屬植物的形態(tài)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(hù)區(qū)，植株移栽至浙江農(nóng)林大學(xué)東湖校區(qū)用于取樣和觀測；水毛花取自浙江農(nóng)林大學(xué)引種的植株。

1.2 方法

1.2.1 形態(tài)學(xué)觀測在觀察、解剖標(biāo)本的同時(shí)，對不同物候期上述2種活體植物分別進(jìn)行觀察、拍照、測定、記錄，并與日本產(chǎn)的穗芽水蔥資料進(jìn)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(shí)驗(yàn)室，先置于室溫下預(yù)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(jìn)行涂片。光學(xué)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(xì)胞分裂中期的染色體為基本形態(tài)，統(tǒng)計(jì)30 個(gè)以上的細(xì)胞，其中85%以上的細(xì)胞要具有恒定一致的染色體數(shù)(李懋學(xué)和陳瑞陽，1985)。

2結(jié)果與分析

2.1 穗芽水蔥的形態(tài)特征

穗芽水蔥(中國景寧)的稈質(zhì)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(tài)特征比較

水毛花的稈質(zhì)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(tài)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(chǎn)的穗芽水蔥與日本熊本產(chǎn)的穗芽水蔥亦存在區(qū)別，如苞片通常斜展或近橫展；小穗較短；小堅(jiān)果呈平凸?fàn)畹?圖2)。這還有待于進(jìn)一步觀察研究。

2.2 染色體數(shù)目

穗芽水蔥(中國景寧)與水毛花染色體數(shù)目存在明顯差距：穗芽水蔥(中國景寧)的染色體數(shù)目為2n=78±2，水毛花的染色體數(shù)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(qiáng)的穩(wěn)定性，是物種分類、親緣關(guān)系遠(yuǎn)近判別的重要依據(jù)。但據(jù)報(bào)道，該屬植物的染色體數(shù)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(shù)目雖有差異，可能仍屬于變化范圍之中。

綜合上述形態(tài)學(xué)和細(xì)胞學(xué)研究，筆者認(rèn)為中國景寧產(chǎn)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(tài)解剖學(xué)、細(xì)胞學(xué)、生態(tài)學(xué)、保護(hù)生態(tài)學(xué)等一系列科學(xué)研究。由于中國景寧所產(chǎn)穗芽水蔥生于山地沼澤中，它們的居群個(gè)數(shù)、種群數(shù)量比日本還少，很有可能是地殼運(yùn)動(dòng)的孑遺產(chǎn)物，它在我國的發(fā)現(xiàn)，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(guān)系、中日地殼板塊運(yùn)動(dòng)以及植物區(qū)系間的關(guān)系等方面具有重要的學(xué)術(shù)價(jià)值。建議將其列為保護(hù)對象予以重點(diǎn)保護(hù)。

圖 2　穗芽水蔥(中國景寧縣)的形態(tài)結(jié)構(gòu)　A. 花序； B. 小穗； C. 柱頭； D. 苞片； E. 小堅(jiān)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(shù)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(jiān)果和剛毛； D. 苞片。標(biāo)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(tài)描述

穗芽水蔥新記錄圖4

SchoenoplectusgemmiferC. Sato, T. Maeda & Uchino，F(xiàn)ig. 4

多年生草本，根狀莖短。稈密集或松散叢生，直立，質(zhì)柔軟，銳三棱形，三面內(nèi)凹，深到黃綠色，高40～100 cm，基部以上無節(jié)點(diǎn)?；烤呷~鞘2～3枚，膜質(zhì)，紅棕色至棕褐色，緊緊圍繞莖稈，頂端斜截形，有時(shí)，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(cè)生，3～14個(gè)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(shí)成熟時(shí)彎曲，長2～6 cm，有時(shí)在前部具淺淺的棱槽，靠近頂端逐漸變細(xì)。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(zhì)，舟狀，黃綠色逐漸變褐，具細(xì)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(xì)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(jiān)果。小堅(jiān)果寬倒卵圓形，平凸?fàn)?，頂端具小尖，長約2 mm(包括小尖)，寬約1.8 mm，成熟時(shí)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?fàn)??；ㄆ?-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(biāo)本保存于浙江農(nóng)林大學(xué)植物標(biāo)本館(ZJFC)。

參考文獻(xiàn):

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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(xué)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(xué)出版社.]

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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(xiàng)目：浙江省科學(xué)技術(shù)重大項(xiàng)目(2006C12059-2)；景寧望東垟高山濕地省級自然保護(hù)區(qū)專項(xiàng)(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(xué)研究，(E-mail)dych890526@126.com。 *通訊作者：李根有，教授，從事植物資源開發(fā)與利用研究，(E-mail)ligy1956 & 163.com。

中圖分類號：Q949

文獻(xiàn)標(biāo)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(xué)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