本研究以湖南省长沙市某大学校园及某植物园内的12种(含1品种)木兰科植物为对象,通过形态学与解剖学方法,系统观测其花形、开花期、花被片数量与形态、雌雄蕊结构、花粉形态等花部特征,并利用主成分分析、显著性分析及聚类分析探讨其分类学意义与观赏价值。主要研究结果: (1)根据供试种的花的着生位置、花色、花期、花部结构等特征,依次鉴定为:醉香含笑(Michelia macclurei)、乐昌含笑(Michelia chapensis)、含笑花(Michelia figo)、飞黄玉兰(Magnolia denudata 'Fei Huang' )、观光木(Michelia odora)、玉霞含笑(Michelia 'Yuxia' )、紫花含笑(Michelia crassipes)、鹅掌楸(Liriodendron chinense)、粗梗木莲(Manglietia crassipes)、云南拟单性木兰(Parakmeria yunnanensis)、荷花木兰(Magnolia grandiflora)、桂南木莲(Manglietia conifera)。 (2)根据对供试种的花芽膨大期、初花期、盛花期、落花期 4 个时期的花部形态观察发现,盛花期最适合观测花部特征。 (3)主成分分析表明,花冠形态、花被片颜色、花冠直径、单株相对花量、花被片长宽比、花香扩散距离、开花天数等7个指标可分为4大类,再进行综合得分分析表明,含笑花开花特性的主成分因子综合得分最高,荷花木兰和乐昌含笑次之,紫花含笑得分最低。 (4)供试种盛花期的花被片、花丝、花药、雌蕊群显著性分析表明,各指标之间均具有极显著的差异性(p<0.01) (5)结合供试种的识别特点、各开花时期的花部特点以及盛花期花部结构特点,筛选能够体现物种进化的性状指标:花的着生位置、花芽是否有毛、外围花被片形态、花被片颜色、花梗长、花被片形状、花被片数量等,编制了有特色的花部性状检索表。 (6)花粉电镜实验数据分析显示,供试种中,玉霞含笑无花粉,云南拟单性木兰(两性花植株)花粉败育严重,形态皱缩,其余10种的花粉粒形态皆呈两侧对称,为两极较尖的舟状长圆形;花粉性状指标显著性分析显示,供试种之间的花粉粒赤轴值、极轴值的差异性显著(p<0.05)。 (7)Q型聚类分析基于花部特征对供试种进行划分,结果显示乐昌含笑与醉香含笑的花部特征最为相似。聚类结果依据花着生位置将供试植物分为A、B两大类。在此基础上:B类植物依据花芽被毛情况和花被片尺寸进一步划分为B1和B2两个亚类;A类植物则依据花色进一步细分为 A1a和 A2b两个亚类。 (8)对木兰科植物的花部性状进行R型聚类分析,结果表明,“花粉粒形状”与“花粉粒赤极比”之间存在高度相关性,其他花部性状之间则表现出彼此独立性,相关性极弱。 综上所述,盛花期的含笑花、荷花木兰、乐昌含笑最具花部观赏价值,紫花含笑最次;供试种之间多项花部特征指标均差异显著;最终根据花着生位置、花芽有无毛、花被片大小、花色四个性状分为4大类。
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