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南非特有植物属Thorncroftia(唇形科)的修订研究:基于形态学特征与毛被多样性的分类学分析
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月01日 来源:South African Journal of Botany 2.7
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本研究针对南非及斯威士兰特有属Thorncroftia(唇形科)的分类学问题,通过形态学特征(尤其毛被结构)的系统分析,修订了该属分类框架,描述2新种(T. coddii和T. malolotjaensis),提出8物种分类体系,并基于分布局限性与生境威胁评估了物种濒危等级(2种极危、4种濒危)。研究首次揭示毛被类型(腺毛/非腺毛)的种间差异,为唇形科Ocimeae族系统发育提供新证据。
在非洲南部崎岖的山地中,生长着一类鲜为人知却极具科学价值的植物——Thorncroftia属(唇形科Lamiaceae)。这个以南非业余植物学家George Thorncroft命名的属,自1912年被N.E. Brown描述以来,其分类地位和物种界限一直存在争议。随着人类活动导致的栖息地破坏(如外来树种入侵和非正规采矿)加剧,这些分布范围狭窄的特有植物正面临生存危机。然而,过往研究仅依赖传统形态特征,缺乏对关键分类性状(如毛被trichomes)的系统研究,制约了保护策略的制定。
针对这一难题,威特沃特斯兰德大学的研究团队在《South African Journal of Botany》发表了Thorncroftia属的修订研究。通过整合标本馆材料(J、NH、PRE等)的形态测量与毛被显微观察,研究人员建立了包含8个物种的分类系统,其中T. coddii和T. malolotjaensis为新描述物种。研究首次证实:不同物种的毛被组合(如盾状腺毛peltate glandular trichomes与单细胞非腺毛unicellular eglandular trichomes)具有分类诊断价值,而花冠管长度、叶柄比例等形态特征可有效区分近缘种。根据IUCN标准评估显示,该属75%物种受威胁(2种极危CR、4种濒危EN),凸显保护紧迫性。
关键技术方法包括:1) 多标本馆(涵盖南非主要植物标本馆)的形态学比较;2) 毛被类型的光学显微镜鉴定(区分腺毛glandular trichomes与非腺毛eglandular trichomes);3) 关键性状(叶柄长、花梗长等)的量化统计分析;4) 基于地理分布和生境特征的濒危等级评估。
主要结果
测量数据分析:叶柄长度在T. media中最长(均值12.3 mm),而T. succulenta与T. lotteri居中(7.5-8.1 mm);花梗长度在T. greenii、T. longiflora中显著延长(>5 mm),这些差异支持物种划分。
属级特征修订:补充了半肉质亚灌木习性、轮生叶序等新特征,强调花冠4裂(下唇舟形、侧裂片反折)的独特性,澄清其与近缘属Tetradenia的差异(后者具辐射对称花冠且雌雄异株)。
毛被多样性:发现两种腺毛类型——头状腺毛capitate glandular trichomes(单细胞柄+1-2细胞头)和盾状腺毛(单柄细胞+多头细胞),其分布频率在T. thorncroftii与T. longiflora间存在显著差异。
新分类系统:将原Plectranthus属的P. thorncroftii等物种转入Thorncroftia,建立包含8物种的分类框架,编制了基于毛被和花部特征的检索表。
结论与意义
该研究解决了Thorncroftia属长达一个世纪的分类争议,首次系统论证毛被特征在该属物种划分中的核心作用。分子系统学证据(Paton et al., 2006)支持其与Tetradenia的姐妹群关系,而形态学差异(如花对称性、性系统)证实了属的独立性。研究提出的濒危评估(如T. longiflora因Barberton地区采矿活动被列为CR)为南非生物多样性热点区的保护规划提供了科学依据。未来研究需结合DNA序列数据,进一步解析毛被性状的演化意义及其与传粉生态的关联。
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