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中國北方山地常見植物花粉形態(tài)研究——光學(xué)顯微鏡下精確鑒定方法探索 版權(quán)信息
- ISBN:9787030715227
- 條形碼:9787030715227 ; 978-7-03-071522-7
- 裝幀:一般膠版紙
- 冊數(shù):暫無
- 重量:暫無
- 所屬分類:>
中國北方山地常見植物花粉形態(tài)研究——光學(xué)顯微鏡下精確鑒定方法探索 本書特色
本書可供所有孢粉學(xué)研究相關(guān)的高校師生和科研單位研究人員參考
中國北方山地常見植物花粉形態(tài)研究——光學(xué)顯微鏡下精確鑒定方法探索 內(nèi)容簡介
本書簡要介紹了孢粉形態(tài)學(xué)的基本內(nèi)容,利用光學(xué)生物顯微鏡觀察研究了太岳山和長白山兩個自然植被區(qū)72科209屬349種常見植物的花粉形態(tài)特征,本書采用圖文對應(yīng)的方式進行編排,附有花粉圖版295張。本書采用線性判別分析和分類回歸樹的方法,嘗試解決花粉種間鑒定的困難,為提高化石花粉鑒定分辨率提供了一種解決方案。本書對植物花粉采用APG(被子植物種系發(fā)生學(xué)組)系統(tǒng)進行分類,解決因為分類系統(tǒng)不同而對研究造成的困擾,以適應(yīng)花粉形態(tài)學(xué)的發(fā)展趨勢。
中國北方山地常見植物花粉形態(tài)研究——光學(xué)顯微鏡下精確鑒定方法探索 目錄
前言
PREFACE
第1章 引論 1
1.1 孢粉和孢粉學(xué) 1
1.1.1 孢粉的形成 1
1.1.2 孢粉形態(tài)的研究歷史 1
1.2 花粉的形態(tài)特征 2
1.2.1 類型 2
1.2.2 極性和對稱性 3
1.2.3 形狀和大小 4
1.2.4 萌發(fā)孔 5
1.2.5 花粉壁 6
1.3 中國北方山地植被概況 7
1.3.1 寒溫帶針葉林區(qū) 7
1.3.2 溫帶針葉、落葉闊葉混交林區(qū) 7
1.3.3 暖溫帶落葉闊葉林區(qū) 9
1.4 研究方法 10
1.4.1 研究意義 10
1.4.2 花粉標(biāo)本的采集 11
1.4.3 樣品制備 11
1.4.4 統(tǒng)計鑒定 12
1.4.5 統(tǒng)計分析 15
第2章 裸子植物花粉形態(tài) 17
2.1 柏科Cupressaceae Bartlett 17
2.2 松科Pinaceae Lindley 18
第3章 被子植物花粉形態(tài) 25
3.1 獼猴桃科Actinidiaceae Gilg & Werderm. 25
3.2 五;ǹ艫doxaceae E. Mey. 26
3.3 澤瀉科Alismataceae Vent. 31
3.4 石蒜科Amaryllidaceae J. St. -Hil. 32
3.5 漆樹科Anacardiaceae (R. Br.) Lindl. 33
3.6 傘形科Apiaceae Lindl. 34
3.7 五加科Araliaceae Juss. 44
3.8 天門冬科Asparagaceae Juss. 47
3.9 阿;ǹ艫sphodelaceae Juss. 53
3.10 菊科Asteraceae Bercht. & J. Presl 55
3.11 鳳仙花科Balsaminaceae A. Rich. 88
3.12 小檗科Berberidaceae Juss. 91
3.13 樺木科Betulaceae Gray 95
3.14 紫草科Boraginaceae Juss. 103
3.15 十字花科Brassicaceae Burnett 103
3.16 桔梗科Campanulaceae Juss. 109
3.17 大麻科Cannabaceae Martinov 118
3.18 忍冬科Caprifoliaceae Juss. 120
3.19 石竹科Caryophyllaceae Juss. 138
3.20 衛(wèi)矛科Celastraceae R. Br. 148
3.21 秋水仙科Colchicaceae DC. 154
3.22 鴨跖草科Commelinaceae Mirb. 155
3.23 旋花科Convolvulaceae Juss. 156
3.24 山茱萸科Cornaceae Bercht. & J. Presl 157
3.25 景天科Crassulaceae J. St.-Hil. 162
3.26 莎草科Cyperaceae Juss. 164
3.27 薯蕷科Dioscoreaceae R. Br. 168
3.28 胡頹子科Elaeagnaceae Juss. 169
3.29 杜鵑花科Ericaceae Juss. 171
3.30 大戟科Euphorbiaceae Juss. 177
3.31 豆科Fabaceae Lindl. 178
3.32 殼斗科Fagaceae Dumort. 199
3.33 龍膽科Gentianaceae Juss. 202
3.34 牻牛兒苗科Geraniaceae Juss. 203
3.35 繡球科Hydrangeaceae Dumort. 206
3.36 金絲桃科Hypericaceae Juss. 210
3.37 胡桃科Juglandaceae DC. ex Perleb 212
3.38 唇形科Lamiaceae Martinov 216
3.39 百合科Liliaceae Juss. 230
3.40 千屈菜科Lythraceae J. St.-Hil. 232
3.41 錦葵科Malvaceae Juss. 233
3.42 藜蘆科Melanthiaceae Batsch ex Borkh. 237
3.43 防己科Menispermaceae Juss. 240
3.44 木犀科Oleaceae Hoffmanns. & Link 241
3.45 柳葉菜科Onagraceae Juss. 250
3.46 列當(dāng)科Orobanchaceae Vent. 252
3.47 芍藥科Paeoniaceae Raf. 253
3.48 罌粟科Papaveraceae Juss. 254
3.49 透骨草科Phrymaceae Schauer 261
3.50 車前科Plantaginaceae Juss. 262
3.51 禾本科Poaceae Barnhart 264
3.52 花荵科Polemoniaceae Juss. 270
3.53 遠(yuǎn)志科Polygalaceae Hoffmanns. & Link 270
3.54 蓼科Polygonaceae Juss. 271
3.55 報春花科Primulaceae Batsch ex Borkh. 276
3.56 毛茛科Ranunculaceae Juss. 279
3.57 鼠李科Rhamnaceae Juss. 303
3.58 薔薇科Rosaceae Juss. 309
3.59 茜草科Rubiaceae Juss. 354
3.60 蕓香科Rutaceae Juss. 357
3.61 楊柳科Salicaceae Mirb. 358
3.62 無患子科Sapindaceae Juss. 373
3.63 虎耳草科Saxifragaceae Juss. 379
3.64 五味子科Schisandraceae Blume 380
3.65 茄科Solanaceae Juss. 381
3.66 榆科Ulmaceae Mirb. 382
3.67 蕁麻科Urticaceae Juss. 387
3.68 堇菜科Violaceae Batsch 389
3.69 葡萄科Vitaceae Juss. 394
參考文獻 395
附錄 397
后記 409
中國北方山地常見植物花粉形態(tài)研究——光學(xué)顯微鏡下精確鑒定方法探索 節(jié)選
第1章引論 1.1孢粉和孢粉學(xué) 1.1.1孢粉的形成 孢粉是孢子(spore)和花粉(pollen)的簡稱。藻類植物、菌類植物、苔蘚植物和蕨類植物產(chǎn)生孢子,裸子植物和被子植物產(chǎn)生花粉。無論是孢子還是花粉,都是由孢子或花粉母細(xì)胞形成。孢子母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成四分體,四分體進一步分離形成4個小孢子(圖1.1);ǚ勰讣(xì)胞(pollen mother cell)經(jīng)過減數(shù)分裂形成四分體(tetrad)(圖1.2),四分體壁中的胼胝質(zhì)降解,分離成4個小孢子(microspore);小孢子內(nèi)部產(chǎn)生液泡,細(xì)胞核向細(xì)胞壁移動;之后小孢子經(jīng)過有絲分裂(pollen mitosis Ⅰ,PM Ⅰ),形成一個營養(yǎng)細(xì)胞(vegetative cell)和一個生殖細(xì)胞(germ cell),此時花粉粒成熟,該類型成熟花粉為二細(xì)胞型花粉粒。另一些植物的花粉粒,在成熟之前,精細(xì)胞會再次進行有絲分裂(pollen mitosis Ⅱ,PM Ⅱ),形成兩個精細(xì)胞,該類型成熟花粉為三細(xì)胞型花粉粒。 圖1.1孢子的形成過程(改自強勝等,2016) 圖1.2花粉的形成過程(改自 Borg et al.,2009) 1.1.2孢粉形態(tài)的研究歷史 早在1662年,英國植物學(xué)家 Grew在 The Anatomy of Plants一書中描述到,不同植物科屬的孢粉形態(tài)存在明顯差異,這一發(fā)現(xiàn)是孢粉學(xué)研究的核心。花粉的直接觀察是在虎克復(fù)式顯微鏡發(fā)明之后,Grew(1682)和 Malpighi(1687)*早在顯微鏡下觀察研究了花粉形態(tài)。由于當(dāng)時顯微鏡設(shè)備的限制,對花粉形態(tài)描述僅限于一般的外形及顏色。 Linné(1751)首次使用了“ pollen”一詞。 Sprengel(1793)*早識別出花粉外壁紋飾和萌發(fā)孔特征,奧地利植物藝術(shù)學(xué)家 Bauer、德國植物學(xué)家 Mohl等歐洲學(xué)者開展了一系列花粉形態(tài)繪圖及描述工作。在高性能顯微鏡的發(fā)明和使用下,Mohl(1834)和 Fritzsche(1837)將花粉的外壁層次進行了清楚的觀察和描述,并發(fā)表了許多被子植物花粉形態(tài)研究的文章,花粉形態(tài)研究取得了進一步進展。而*早對化石花粉進行觀察描述是 G.ppert(1837)和 Ehrenberg(1838)。 1944年,Hyde和 Williams創(chuàng)造了孢粉學(xué)(palynology)一詞,之后孢粉學(xué)發(fā)展成一門研究植物孢子和花粉的科學(xué),越來越多的學(xué)者陸續(xù)開展了花粉形態(tài)繪圖和描述工作。 Wodehouse對多個科屬的花粉形態(tài)進行了描述,并討論了其進化關(guān)系及分類學(xué)意義。1952年,瑞典孢粉學(xué)家 Erdtman出版了 Handbook of Palyology and Plant Taxonomy一書,研究了花粉形態(tài)與植物分類的關(guān)系,為現(xiàn)代孢粉學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。20世紀(jì)50年代,蘇聯(lián)孢粉學(xué)家Pokrovskaya等編著的 Pollen Anaysis(1950)、美國孢粉學(xué)家編著的 Aspects of palynology(1969)和 Erdtman整理出版的 Handbook of Palyology(1953),成為孢粉形態(tài)鑒定參考的經(jīng)典專著。1960年以后,隨著掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡的發(fā)明,花粉形態(tài)學(xué)有了新的進展:1965年,Thornhill等*早觀察描述了掃描電子顯微鏡下的花粉形態(tài);1967年, Flynn和 Rowley*早觀察描述了透射電子顯微鏡下的花粉形態(tài)。 國內(nèi)花粉形態(tài)研究始自1952年,在中科院植物研究所王伏雄院士的帶領(lǐng)下,于1960年出版了我國**部花粉形態(tài)學(xué)專著—《中國植物花粉形態(tài)》;隨后國內(nèi)學(xué)者相繼出版了《孢子花粉分析》(1965)、《中國蕨類植物孢子形態(tài)》(1976)和《中國熱帶亞熱帶被子植物花粉形態(tài)》(1982)等,對我國現(xiàn)代孢粉學(xué)發(fā)展起到了巨大的推動作用。近年來,隨著孢粉形態(tài)學(xué)研究的不斷開展和深入,國內(nèi)陸續(xù)產(chǎn)生了一系列研究成果。區(qū)域性的研究成果主要有:《中國干旱半干旱地區(qū)花粉形態(tài)》(席以珍和寧建長,1994)和《內(nèi)蒙古草地現(xiàn)代植物花粉形態(tài)》(宛濤等,1999)。專題性的花粉形態(tài)專著包括《中國實用花粉》《中國孢粉化石》《中國傘形科植物花粉圖志》《殼斗科植物花粉形態(tài)及生物地理》《中國氣傳花粉和植物彩色圖譜》《中國苔蘚植物孢子形態(tài)》《中國常見水生維管束植物孢粉形態(tài)》《中國常見栽培植物花粉形態(tài)—地層中尋找人類痕跡之借鑒》《菊科紫菀族花粉的形態(tài)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)演化》《中國第四紀(jì)孢粉圖鑒》等。電鏡花粉研究成果主要有《植物花粉剝離觀察掃描電鏡圖解》《種子植物花粉電鏡圖志》《中國木本植物電鏡掃描圖志》等。 1.2花粉的形態(tài)特征 1.2.1類型 大部分植物的花粉在成熟時,四分體彼此分離形成單個花粉粒,稱為單;ǚ郏╯ingle grain)。有些植物的花粉成熟時,由兩個以上花粉粒集合在一起,稱為復(fù)合花粉(compound grain)。根據(jù)組成花粉顆粒的數(shù)目,復(fù)合花粉又可以分為二合花粉(dyads)、四合花粉、八合花粉、16合花粉、32合花粉等。此外,有些植物的花粉成熟時,由許多花粉結(jié)合在一起形成花粉塊(pollen mass)。在復(fù)合花粉中,四合花粉*常見,其排列方式可以分為正四面體形四合花粉(tetrahedral tetrads)、十字形四合花粉(cross tetrads)、正方形四合花粉(square tetrads)、菱形四合花粉(rhomboidal tetrads)和線形四合花粉(linear tetrads)等(圖1.3)。 圖1.3花粉的類型(改自王伏雄等,1995) 1.2.2極性和對稱性 大部分植物的花粉都有極性,花粉的形狀和孔溝位置與花粉的極性直接相關(guān),花粉的極性取決于花粉在四分體時期所處的位置(圖1.4)。每個小孢子的極軸(polar axis)從四分體中心的近極(proximal pole)延伸至四分體外側(cè)的遠(yuǎn)極(distal pole)。通過花粉中心與極軸垂直的線為赤道軸(equatorial diameter)。赤道軸所在的平面為赤道面(equatorial face),赤道面位于小孢子的中心,與極軸垂直。赤道面將花粉分為近極面(proximal face)和遠(yuǎn)極面(distal face)。 在具有極性的花粉中,可以分為等極花粉(isopolar pollen)、異極花粉(heteropolar pollen)和亞等極花粉(subisopolar pollen)三個類型。等極花粉的近極面和遠(yuǎn)極面對等,大部分花粉屬于此類型。異極花粉的近極面和遠(yuǎn)極面不同,如銀杏科(Ginkgoaceae)、蘇鐵科(Cycadaceae)、松屬(Pinus)等。亞等極花粉的近極面和遠(yuǎn)極面則稍有不同。 圖1.4四分體花粉的極性(陰影部分為遠(yuǎn)極,中心為近極)(改自 Hesse et al.,2009) 大部分花粉具有對稱性,花粉的對稱性一般可分為三種類型,即輻射對稱、左右對稱和完全對稱。輻射對稱具有兩個以上縱的對稱平面,或者只有兩個這樣的平面時,總是具有等長的赤道軸;左右對稱的花粉具有兩個縱的對稱平面,但與輻射花粉不同,赤道軸不是等長的;完全對稱的花粉是指通過花粉中心所切割的任何面都是對稱的,屬于這一類的花粉有無孔溝的球形花粉(圖1.5)。 圖1.5花粉的極性和對稱性 1.2.3形狀和大小 花粉的形狀取決于極軸(polar axis)長度與赤道軸(equatorial diameter)長度的比例。在球形花粉中,極軸長與赤道軸長約相等;極軸長大于赤道軸長的花粉粒為長球形;極軸長小于赤道軸長的花粉粒為扁球形。根據(jù)比例關(guān)系,可以分為表1.1所示的類別(王伏雄等,1995)。 表1.1花粉基本形狀類型表 花粉的大小變化幅度很大,*小的花粉粒徑小于10μm,*大的花粉粒徑大于200μm。根據(jù)粒徑大小,可以分為以下類別(王開發(fā)等,1983):①花粉很小,粒徑<10μm。②花粉小,粒徑在10~25μm。③花粉中等,粒徑在25~50μm。④花粉大,粒徑在50~100μm。⑤花粉很大,粒徑在100~200μm。⑥花粉極大,粒徑>200μm。 1.2.4萌發(fā)孔 萌發(fā)孔是花粉外壁上開口或變薄的地方,在形態(tài)或結(jié)構(gòu)上與外壁的其余部分顯著不同,通常認(rèn)為是花粉萌發(fā)時花粉管伸出的通道。根據(jù)萌發(fā)孔的形狀,一般分為兩種類型:溝(colpus),指長萌發(fā)孔,其長軸為短軸的兩倍以上;孔(pore),指短萌發(fā)孔,其長軸為短軸的兩倍以下或更短,或為圓形。 根據(jù)萌發(fā)孔的位置,可以大致分為幾個類型(圖1.6)。 (1)萌發(fā)孔不明顯的類型:花粉表面不具有明顯的孔、溝,在外壁的某些區(qū)域變薄,如杉科和楊屬花粉等為無孔花粉。 (2)具孔類型:花粉外壁上圓形、橢圓形或方形的開口。根據(jù)萌發(fā)孔的數(shù)目常見的有單孔、二孔、三孔、四孔、五孔、六孔、多孔和散孔等。花粉的極性決定了萌發(fā)孔的術(shù)語,單孔位于遠(yuǎn)極處為遠(yuǎn)極孔,如禾本科等。二孔至多孔常處于赤道上,被子植物的許多科屬的花粉都屬此類。散孔則分散在花粉粒整個表面,分布較均勻,數(shù)目在10個以上,如莧科(Amaranthaceae)和石竹科(Caryophyllaceae)等。 圖1.6主要花粉萌發(fā)孔的類型(改自 Faegri,1975) (3)具溝類型:花粉外壁上長方形、紡錘形或細(xì)條形的溝,溝的長度一般都在其寬度的2倍以上。根據(jù)溝的數(shù)目常見的有單溝、二溝、三溝、四溝、五溝、六溝、多溝和散溝等。單溝位于遠(yuǎn)極處為遠(yuǎn)極溝,如百合科(Liliaceae)等。二溝至多溝的常位于赤道面上且與赤道面垂直,被子植物許多科屬的花粉都屬此類。散溝則分布在花粉粒整個表面,如馬齒莧屬(Portulaca L.)等。 (4)具孔溝類型:花粉外壁上同時存在孔和溝,孔一般位于溝的中部,有的位于溝下面,孔徑大于溝寬的稱為內(nèi)孔。根據(jù)孔溝的數(shù)目常見的有三孔溝、四孔溝、五孔溝、六孔溝和多孔溝等。被子植物的許多科屬的花粉都屬此類。 (5)其他類型:萌發(fā)孔呈螺旋形,如谷精草屬(Eriocaulon L.)等;萌發(fā)孔呈環(huán)狀,如睡蓮屬(Nymphaea L.)等;溝的末端在極面上相連,形成合溝;或溝的末端在極面上先分支,分支相連接在極面留下一個沒有溝通過的區(qū)域,稱為擬合溝(或稱副合溝、假合溝),如桃金娘科(Myrtaceae)等。此外,有些花粉萌發(fā)孔不明顯,可以在前面冠以“擬”字,如擬孔、擬溝等。 1.2.5花粉壁 花粉壁是一層由孢粉素和纖維素組成的特殊細(xì)胞壁,具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和形態(tài)特征(圖1.7)。花粉壁通常分為外壁(exine)和內(nèi)壁(intine)兩層,外壁內(nèi)層由基層(foot layer)和下面的一層組成;外壁外層分為兩層,由網(wǎng)格狀的柱狀層(columellae)和覆蓋層(tectum)構(gòu)成;ǚ弁獗诟采w著脂質(zhì)復(fù)合物,名為花粉鞘(pollenkitt)或含油層(tryphine)。 圖1.7花粉外壁的結(jié)構(gòu)(改自 Hesse et al.,2009) 由于花粉外壁覆蓋層上所形成的突起類型不同及柱狀層上物質(zhì)分子排列方式不同,花粉粒表面形成各種各樣的花紋圖案,統(tǒng)稱為花粉的紋飾(ornamentation)。花粉表面的紋飾分為下面幾種(圖1.8):①光滑無紋飾。②顆粒狀紋飾;ǚ郾砻婢邎A形顆粒狀突起,顆粒大小隨種屬而異。③瘤狀紋飾。圓頭狀突起,*大寬度大于高度。④條紋狀紋飾。由相互平行或交錯排列的條紋組成,條紋的長短、寬窄和排列方式隨種屬而異。⑤棒狀紋飾:棒狀突起,高度大于*大寬度。⑥刺狀紋飾。具刺或小刺,末端尖或鈍,刺基部
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