植物分类学

PlantTaxonomy任课教师胡超四川农业大学生命科学与理学院课程要求与安排掌握植物分类的基本原理和方法，理解植物界的主要类群及其演化规律；掌握一些常见科的主要特征，认识常见的代表植物。本课程为考查课程总学时：36学时理论课：18学时实验课：18学时(包括野外实习)教材与参考书●植物分类学自编教材●植物学（下册）吴国芳等编著●●种子植物分类学汪劲武●中国植物志●四川植物志●中国高等植物图鉴●中国种子植物科属辞典植物分类学第一章概述第二章植物界的类群第三章裸子植物的分类第四章被子植物的分类第一章概述一、植物分类学的内容与任务二、植物分类学简史三、植物分类的方法四、植物分类的等级和单位五、植物的命名一、植物分类学的任务与内容1、分类：对各种植物的特征和性质进行比较、分析、归纳，使之分门别类，并按照植物的发生、衍化规律进行有序的排列。2、命名：按照国际植物命名法规给植物符合要求的名称。3、鉴定：对所收集到的植物，根据植物分类学的基础理论知识，通过查阅资料，与已知植物种类进行比较分析，最后确定该植物的正确名称以及属于哪一植物类群。二、植物分类的历史（一）人为分类系统时期（二）自然分类系统时期（三）系统分类系统时期（四）我国种子植物分类简史三、植物分类的方法1、传统分类法（形态分类法、经典分类法）2、实验分类法（1）细胞分类学（染色体分类学）（2）化学分类学（3）孢粉分类学（4）血清鉴定法（5）数量分类学（6）超微结构和微形态分类(7)分子系统学(利用分子标记,DNA差异)四、植物分类的等级和单位（分类阶元）中文拉丁文英文界RegnumKingdom门DivisioDivision纲ClassisClass目OrdoOrder科FamiliaFamily属GenusGenus种SpeciesSpecies例：水稻OryzasativaL.界……….植物界Plantae门………..被子植物门Spermatophyta纲………..单子叶植物纲Monocotyledoneae目………..禾本目Graminales科………..禾本科Gramineae属………...稻属Oryza种………...稻OryzasativaL.例：黄莲CoptischinensisFranch.界………..植物界Plantae门………..被子植物门Spermatophyta纲………..双子叶植物纲Dicotyledoneae目………...毛茛目Ranales科………...毛茛科Ranunculaceae属………...黄莲属Coptis种…………黄莲CoptischinensisFranch.种（species）具有一定的形态和生理特征，有一定的自然分布范围，个体间能正常传粉、受精并产生能育的后代（生殖融合）。亚种（subspecies缩写subsp.)是一个种内的变异类群，形态上有一定区别，在分布、生态或季节上有所隔离，同种内的两个亚种，不分布在同一地理分布区内。籼稻（亚种）与粳稻（亚种）的区别大麻的2个亚种变种（varietas缩写var.）是一个种内的某些个体，在形态上有所变异，而且比较稳定，它的分布范围比亚种小得多，并与种内其它变种有共同的分布区。辣椒CapsicumannuumL.菜椒C.annuumvar.grossum(L.)Sendt.朝天椒C.annuumvar.conoidea(Mill.)Irish变型（forma缩写f.）种内某些个体有细小变异，如花冠或果实的颜色、毛被情况等，无一定的分布区，而呈零星分布。品种（cultivar缩写cv.）不是分类学中的单位，只用于栽培植物的分类上，在野生植物中没有品种这一概念。它是人们经过选择、培育形成的类型，其经济性状及生物学特性符合人们的需要，而且要进行买卖，成为商品后，才能称为品种，否则只能称为品系。五、植物的命名根据《国际植物命名法规》的规定，以瑞典植物分类学家林奈创立的双名法对植物进行命名（学名）。（一）双名法用两个拉丁词对一种植物定名，第一个词是属名（第一个字母要大写），第二个词是种加词（种名）。一个完整的学名还要加上定名人的姓氏或姓氏缩写。水稻OryzasativaL.银杏GinkgobilobaL.李PrunussalicinaLindl.梅花P.mume(Sieb.)Sieb.etZucc.植物学名举例月季Rosachinensis向日葵Helianthusannuus杜仲Eucommiaulmoides红豆树Ormosiahosiei珙桐Davidiainvolucrata厚朴Magnoliaofficinalis小麦Triticumaestivum樟树Cinnamomumcamphora桂花（木犀）Osmanthusfragrans水仙Narcissustazettavar.chinensis（二）有关命名人表示法的含义（1）若由二人命名，则在两人之间加“et”，如多于二人，在第一人后加“etal.”。例：纤穗鹅观草RoegneriatenuispicaJ.L.YangetY.H.Zhou（2）有时二个命名人之间有“ex”，表示前一个是该种的命名人，但未公开发表，后一人著文代他公开发表了这个种。例：紫背杜鹃RhododendronforrestiiBalf.exDiels.（3）有时两个命名人的前一命名人有括号，表示该种由前者最早定名，但后者经过研究，认为分类位置不恰当，应该重新组合。例：大丛鹅观草Roegneriamagnicaespis(D.F.Cui)L.B.Cai----ElymusmagnicaespisD.F.Cui（三）国际植物命名法规简介1、植物命名的模式法和模式标本2、每一种植物只有1个合法的正确学名3、学名的有效发表和合格发表4、优先律原则——每一种植物只有一个合法的拉丁学名，并且以最早发表的为合法学名。5、保留名八角茴香与莽草返回（一）人为分类系统时期(18世纪初以前)人为地根据植物的经济用途和实用部位进行分类。草部：山草、芳草、湿草、青草、蔓草、水草……等11类；木部：乔木、灌木……等6类明代李时珍《本草纲目》记载药用植物1195种，将植物分为草、谷、菜、果、木等5部。返回（二）自然分类系统时期(18世纪晚期-19世纪初)林奈(Linnaeus)1737年发表《自然体系》后，许多学者努力寻求能够反映自然界客观植物类群的分类方法，从多方面的特征进行分析，走向了自然分类的途径。英国：本生和虎克系统双子叶植物单子叶植物多瓣、离瓣花类合瓣花类单被花和不完全花类微子类、上位花类、冠花类、萼花类、裸花类、离心皮类、颖花类林奈的植物分类体系第1-13纲——按雄蕊数目区分；第14-20纲——按雄蕊长短(二强雄蕊、四强雄蕊等)、雄蕊和雌蕊的关系及雄蕊的联合情况区分；第21-23纲——按花的性别(如雌雄同株、雌雄异株、杂性花等)区分；第24纲——隐花植物。林奈(Linnaeus)于1737年发表《自然体系》，根据花的构造特点和花各部分数目(尤其是雄蕊数目)将植物分为24纲：返回（三）系统分类系统时期1859年,达尔文创立生物进化论以后根据生物进化的原理，建立能反映植物类群之间亲缘关系和植物界客观演化规律的分类系统恩格勒(A.Engler)系统哈钦松(J.Hutchinson)系统塔赫他间(A.Takhtajan)系统柯朗奎斯特(A.Cronquist)系统返回（四）我国种子植物分类简史解放前，主要是外国人做中国的种子植物分类。我国首推钟观光教授（1918-1921，走遍南方11省，采集15万号标本）。有关植物研究所：1922，中国科学社生物研究所；1927，北平研究院植物研究所；1928，静生生物调查所；1929，中山大学农林植物研究所。解放后，1950，中国科学院植物研究所，全国各重要省区都成立了植物研究所，高等院校也相应发展植物分类学的教学和科研工作。主要工作：《中国植物志》、《中国高等植物图鉴》、各地方植物志植物区系和植物资源调查专科、专属植物的深入研究返回细胞分类学（染色体分类学）1．染色体的数目作为分类性状2．染色体核型分析（1）常规的形态分析（2）带型分析（3）着色区段分析（4）定量细胞化学分析3．染色体组分析根据染色体的同源性和非同源性可以：(1)知道是否出现杂交；（2）查明染色体结构上的差异；(3)解释不育的原因；(4)指明一个种的衍生关系，这在分类学上具有重要意义。返回化学分类学在经典分类学的基础上，根据植物的化学组成(主要是特征性成分)，进一步研究植物的系统发育。小分子化合物作为分类性状应用于植物分类例如：黄酮类化合物的分布对榆科中榆亚科（含黄酮醇）和朴亚科（含葡基黄酮）中属的处理。又如：萜类化合物对芸香目的分类意义；甜菜拉因的存在与否来划定石竹目。大分子化合物作为分类性状应用于植物分类首先是血清学研究；蛋白质做电泳分析来比较植物种类之间蛋白质的异同；DNA碱基顺序在分类学上是比较可靠的证据。返回血清鉴定法1926德国梅茨（Mez）利用沉淀反应来判断植物的亲缘关系某种植物蛋白质兔子兔子血清中产生抗体抗血清+要实验的植物蛋白质沉淀反应（沉淀越多，亲缘关系越近）返回数量分类学以表型特征为基础，利用大量性状(包括形态学、细胞学和生物化学等各种性状)、数据，按一定的数学模型，应用计算机运算得出的结果，对物种进行定量的比较和分析。数量分类学的基本步骤1．确定研究对象（分类运算单位）2．选择性状(50个以上，最好100个以上)3．性状的编码（数值性状、二元性状、有序多态性状、无序多态性状）4．原始数据的变换和标准化5．相似性概念的数量化（距离系数、相关系数等）6．分类运算（聚类分析）7．将分类运算结果以树系图或其他图形表示返回超微结构和微形态分类60年代末，电子显微镜资料始用于被子植物分类方面透射电子显微镜特征1．筛管分子质体；2．P-蛋白质；3．核蛋白质晶体；4．内质网膨大储囊扫描电子显微镜特征1．表皮细胞的排列；2．细胞的形态；3．外层细胞壁的凹凸；4．角质层分泌物。返回分子系统学鹅观草属（Roegneria)的种间RAPD分析（OPD-20)10种披碱草属（Elymus)的RAPD分析（OPR-16)返回染色体的数目作为分类性状例如：芍药属(Paeonia)以前位于毛茛科中。但这个属由于具花盘，心皮大而肉质，柱头厚而镰状，二唇状，雄蕊离心发育以及种子有大的假种皮等特征，从毛茛科分出独立成芍药科(Paeoniaceae)。根据细胞学研究，芍药属染色体大，染色体基数x=5，与毛茛科大多数属的基数很不相同，支持了将芍药属独立成科的观点。返回Kengyiliagobicola的染色体核型返回黄莲CoptischinensisFranch.返回籼稻与粳稻的区别稻（名医别录）OryzasativaL.a.籼稻（亚种）OryzasativaL.subsp.Sativa——OryzasativaL.subsp.japonica叶多被毛，很少无毛。花序较长，穗轴节间较长，小穗排列稀疏较少彼此重叠；小花外稃疏被毛。颖果较长，横断面扁平，胚乳含直链淀粉多。[南方种植]b.粳稻（亚种）OryzasativaL.subsp.indica叶无毛或少毛。花序短，穗轴节间短使小穗密集重叠排列；小花密被直而短的毛。颖果粗圆，横断面近圆形，胚乳含支链淀粉多。[北方种植]返回大麻的2个亚种大麻CannabissativaL.1、subsp.Sativa栽于北方，利用纤维为目的2、subsp.indica栽于热带，提取麻醉剂或剌激剌为目的返回银杏GinkgobilobaL.返回辣椒的变种返回模式法则与模式标本对于科及科以下各级新类群的发表，必须指明其命名模式，才算有效。模式标本必须要永久保存。新科——模式属新属——模式种新种——模式标本模式标本的类型①主模式标本(全模式标本、正模式标本)由命名人指定的模式标本，即作者发表新分类群时据以命名、描述和绘图的那一份标本。②等模式标本(同号模式标本、复模式标本)与主模式标本同为一采集者在同一地点、同一时间所采集的同号复份标本。③合模式标本(等