Đặc điểm hình thái sinh sản của Sargentodoxa cuneata (Lardizabalaceae) và các hệ quả hệ thống học của nó

Springer Science and Business Media LLC - Tập 280 - Trang 207-217 - 2009
Hua-Feng Wang1,2,3, Bruce K. Kirchoff4, Hai-Ning Qin1, Zhi-Xin Zhu1,3
1State Key Laboratory of Systematic and Evolutionary Botany, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
2Beijing Urban Ecosystem Research Station, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
3Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
4Department of Biology, University of North Carolina Greensboro, Greensboro, USA

Tóm tắt

Hình thái sinh sản của Sargentodoxa cuneata (Oliv) Rehd. et Wils. được điều tra thông qua các quan sát ngoài trời, trong bảo tàng mẫu vật và trong phòng thí nghiệm. Sargentodoxa có thể là loài đơn tính hoặc lưỡng tính. Những bông hoa chức năng đơn tính về mặt sinh lý là lưỡng tính về mặt hình thái, ít nhất là trong quá trình phát triển. Nhị hoa có tetrasporangiate, và cấu trúc của nó, theo kiểu phát triển cơ bản, bao gồm một lớp biểu bì, một lớp nội nhị, hai lớp giữa và một lớp tapetum. Tapetum thuộc loại tuyến. Phân bào của tiểu bào tử diễn ra đồng thời và các tứ bào tiểu bào tử có hình chóp. Hạt phấn có hai tế bào khi được rải xuống. Hạt noãn trưởng thành là crassinucellate và bitegmic, và micropylar chỉ được hình thành bởi lớp biểu bì trong. Megasporocytes trải qua quá trình giảm phân dẫn đến sự hình thành bốn megaspores trong một tứ bào. Megaspore chức năng phát triển thành một túi phôi tám nhân sau ba đợt phân bào nguyên phân. Túi phôi trưởng thành bao gồm một cấu trúc trứng (một trứng và hai synergids), một tế bào trung tâm và ba tế bào antipodal. Mô hình phát triển của túi phôi theo kiểu Polygonum monosporic. So sánh với các nhóm liên quan cho thấy Sargentodoxa có nhiều đặc điểm đồng hình hơn với Lardizabalaceae so với các nhóm Ranunculales khác. Các đặc điểm của hình thái sinh sản của nó nhất quán với vị trí của Sargentodoxa như một nhóm chị em của phần còn lại của Lardizabalaceae. Nó không có đủ số lượng đặc điểm apomorphic để biện minh cho sự tách biệt thành một họ hoặc phụ họ riêng biệt. Nó tốt nhất nên được giữ lại như là một thành viên của Lardizabalaceae.

Từ khóa

#Sargentodoxa cuneata #hình thái sinh sản #Lardizabalaceae #hệ thống học #megasporocyte #túi phôi

Tài liệu tham khảo

Angiosperm Phylogeny Group (2003) An update of the angiosperm phylogeny group classification for the orders and families of flowering plants: APG II. Bot J Linn Soc 141:399–436 Bao S-W, Jin Z-X, Chen C-M (2003) Content of protein, fat and sugar of Sargentodoxa cuneata plants grown at different niches in Tian-tai mountain (in Chinese with English abstract). J Southwest Univ Nationalities 29:103–104 Bhatnagar SP (1965) Some observations on the embryology of Holboellia latifolia Wall. Curr Sci 34:28–29 Bhojwani SS, Bhatnagar SP (1978) The embryology of angiosperms, 3rd edn. Vikas, New Delhi Chen D-Z, Tatemi S (2001) Lardizabalaceae. In: Wu C-Y (ed) Flora of China, vol 6. Missouri Botanical Garden Press, St. Louis, pp 440–454 Cronquist A (1981) An integrated system of classification of the flowering plants. Columbia University Press, New York Dahlgren G (1989) The last dahlgrenogram, a system of classification of the dicotyledons. In: Tan K (ed) Plant taxonomy, phytogeography and related subjects. Edinburgh University Press, Edinburgh, pp 249–260 Davis GL (1966) Systematic embryology of the angiosperms. Wiley, New York Doyle JA, Endress PK (2000) Morphological phylogenetic analysis of basal angiosperms: comparison and combination with molecular data. Int J Plant Sci 161:S121–S153 Endress PK (1995) Floral structure and evolution in Ranunculanae. Plant Syst Evol (Suppl 9):47–61 Endress PK, Doyle JA (2007) Floral phyllotaxis in basal angiosperms—development and evolution. Curr Opin Plant Biol 10:52–57 Endress PK, Doyle JA (2009) Reconstructing the ancestral flower and its initial specializations. Am J Bot 96:22–66 Endress PK, Igersheim A (1999) Gynoecium diversity and systematics of the basal eudicots. Bot J Linn Soc 130:305–393 Hoot SB, Culham A, Crane PR (1995a) Phylogenetic relationships of Lardizabalaceae and Sargentodoxaceae: chloroplast and nuclear DNA sequence evidence. Plant Syst Evol (Suppl 9):195–199 Hoot SB, Culham A, Crane PR (1995b) The utility of atpB gene sequences in resolving phylogenetic relationships: comparison with rbcL and 18S ribosomal DNA sequences in the Lardizabalaceae. Ann Missouri Bot Gard 82:194–207 Hoot SB, Magallón S, Crane PR (1999) Phylogeny of basal eudicots based on three molecular data sets: atpB, rbcL, and 18S nuclear ribosomal DNA sequences. Ann Missouri Bot Gard 86:1–32 Hutchinson J (1973) The families of flowering plants, 3rd edn. Oxford University, Oxford Jensen WK (1962) Botanical histochemistry. WH Freeman, San Francisco Johri BM, Ambegaokar KB, Srivastava PS (1992) Comparative embryology of angiosperms. Springer-Verlag, Berlin Kirchoff BK (2001) Character description in phylogenetic analysis: insights from Agnes Arber’s concept of the plant. Ann Bot 88:1203–1214 Kirchoff BK, Lagomarsino LP, Newman WH et al (2009) Early floral development of Heliconia latispatha Benth., a key taxon for understanding the evolution of flower development in the Zingiberales. Am J Bot 96:580–593. doi:10.3732/ajb.0800305 Li Z-L (1978) Technique of making plant slides for microscope (in Chinese). Science Press, Beijing Liu W-Z, Sheng X-Y (2003) A study on the embryology in Sargentodoxa simplicifolia: the formation of microspores and development of male gametes (in Chinese with English abstract). J Northwest Univ 33:349–352 Loconte H, Estes JR (1989) Phylogenetic systematics of Berberidaceae and Ranunculales (Magnoliidae). Syst Bot 14:565–579 Loconte H, Campbell LM, Stevenson DW (1995) Ordinal and familial relationships of ranunculid genera. Plant Syst Evol (Suppl 9):99–118 Maddison WP, Maddison DR (2009) Mesquite: a modular system for evolutionary analysis. Version 2.6 http://mesquiteproject.org Mu X-J (1983) Ovule sac structure, gametogenesis, and fertilization of Kingdonia uniflora (in Chinese). Acta Bot Sin 25:497–501 Nowicke JW, Skvarla JJ (1982) Pollen morphology and the relationships of Circaeaster, of Kingdonia and of Sargentodoxa to the Ranunculales. Am J Bot 69:990–998 Qin H-N (1989) An investigation on carpels of Lardizabalaceae in relation to taxonomy and phylogeny. Cathaya 1:61–82 Qin H-N (1997) A taxonomic revision of the Lardizabalaceae. Cathaya 8–9:1–214 Qu S-Z, Min C-L (1986) A new species of Sargentodoxa from Shaanxi (in Chinese with English abstract). Bull Bot Res 6:87–90 Rehder A, Wilson EH (1913) Lardizabalaceae. In: Sarge CS (ed) Plantae Wilsonianae. Arnold Arboretum of Harvard University, Cambridge, pp 334–352 Ren Y, Li Z-J, Hu Z-H (2003) Approaches to the systematic position of Circaeaster based on the morphological data. Acta Bot Bor Occid Sin 23:1091–1097 Sastri RLN (1957) Floral morphology and embryology of some Ranales. DSc. Thesis, Andhra University, Visakhapatnam Sastri RLN (1969) Floral morphology, embryology and relationships of Berberidaceae. Aust J Bot 17:69–79 Sheng X-Y, Liu W-Z, Hu Z-H (2005) A study on the embryology in Sargentodoxa simplicifolia: megasporogenesis and female gametes development (in Chinese with English abstract). J Northwest Univ 35:63–66 Shi J-X, Ren Y, Di W-Z (1994) The taxonomic studies on Sargentodoxaceae. Acta Bot Bor Occid Sin 14(5):99–103 Soltis DE, Soltis PS, Chase MW (2000) Angiosperm phylogeny inferred from 18 s rDNA and atpB sequence. Bot J Linn Soc 133:99–118 Stapf O (1926) Sargentodoxa cuneata. Curtis’s Bot Mag 151:9111–9112 Stevens PF (2008) Angiosperm phylogeny website, ver 8. University of Missouri, St Louis. http://www.mobot.org/MOBOT/research/APweb/. Accessed 15 Jan 2009 Swamy BGL (1953) Some observations on the embryology of Decaisnea insignis Hook et. Thoms. Proc Natl Inst Sci India B 19:307–310 Thorne RF (1992) Classification and geography of the flowering plants. Bot Rev 58:225–348 Thorne RF (2000) The classification and geography of the flowering plants: dicotyledons of the class Angiospermae. Bot Rev 66:441–647 Tiffney BH (1993) Fruits and seeds of the Tertiary Brandon Lignite. VII. Sargentodoxa (Sargentodoxaceae). Am J Bot 80:517–523 Van Heel WA (1983) The ascidiform early development of free carpels, a SEM investigation. Blumea 28:231–270 Wang F, Li D-Z (2002) Cladistic analysis of the Lardizabalaceae based on morphological data. Acta Bot Yunnan 24:445–454 Wang H-F, Qin H-N, Zhou Q-Y et al (2007) Study on reproductive biology of Sargentodoxa cuneate (in Chinese with English abstract). Acta Bot Bor Occid Sin 10:1860–1866 Wu C-Y, Kubitzki K (1993) Lardizabalaceae. In: Kubitzki K (ed) Families and genera of vascular plants. Springer Verlag, Berlin, pp 361–365 Ying T-S, Zhang Y-L (1994) The endemic genera of seed plants of China (in Chinese with English abstract). Science Press, Beijing Yoshida O, Nakajima Y (1978) Embryological study on Stauntonia hexaphylla Decne. J Coll Art Sci Chiba Univ 11:45–57 Zhang X-H, Ren Y (2008) Floral morphology and development in Sargentodoxa (Lardizabalaceae). Int J Plant Sci 169:1148–1158 Zhang X-H, Ren Y, Tian X-H et al (2005) Anatomical studies on Sinofranchetia chinensis (Lardizabalaceae) and their systematic significance. Bot J Linn Soc 149:271–281