中國錦葵科15屬26個分類群植物花粉形態(tài)及其系統(tǒng)學(xué)意義

彭煥文，周頌東，何興金

(四川大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院，成都 610064)

錦葵科(Malvaceae)是錦葵目(Malvales)的4個核心成員(其余3個為梧桐科Sterculiaceae、木棉科Bombacaceae、椴樹科Tiliaceae)中最進化的一個單系群[1-2]，全世界約有243個屬和 4 200多個種[3]，現(xiàn)多分布于熱帶、亞熱帶地區(qū)，溫帶地區(qū)也有分布。中國現(xiàn)有20屬80多種[4-6]，有重要的經(jīng)濟用途，可作纖維原料、藥用、食用及觀賞等。

在錦葵科的系統(tǒng)學(xué)研究中一直存在諸多爭論。Edlin[7]、Kearney[8]、Hutchinson[9]、Bates[10]、Fryxell[11]、Fryxell[12]、馮國楣[6]等將錦葵科各屬分成不同的族和亞族，本研究以馮國楣的分族方法(表1)為基礎(chǔ)進行錦葵科科下分類系統(tǒng)討論。至于對錦葵科成員的系統(tǒng)演化關(guān)系的討論，一方面，關(guān)于錦葵族(Malveae)內(nèi)的系統(tǒng)演化關(guān)系，大部分學(xué)者認(rèn)為其在進化早期就分成兩支分別演化[13-15]，但對于每條分支上包括哪些屬以及它們的演化關(guān)系等方面還存在很大爭議；另一方面，關(guān)于錦葵科各族之間的系統(tǒng)演化關(guān)系的探討中，不同研究者在對族之間的親緣關(guān)系以及它們的系統(tǒng)位置確定上也各有立場[1,15-18]。此外，翅果麻屬(Kydia)的歸屬問題一直有爭議，Edlin[7]、馮國楣[6]、Fryxell[19]、Bayer等[3]、Pfeil等[20]均提出過不同看法；秋葵屬(Abelmoschus)的系統(tǒng)位置也存在爭論，Kearney[8]、Fryxell等[21]、 Fryxell[19]、Pfeil等[17]、Koopnam等[22]、Werner等[23]都曾通過形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)研究對秋葵屬應(yīng)該歸入木槿屬(Hibiscus)還是單獨作為一個屬進行過討論，最新的分子生物學(xué)研究表明，秋葵屬是一個單系群，從木槿屬中起源[23]。

植物花粉形態(tài)特征主要由基因控制，受外界環(huán)境條件的影響很小，具有很強的遺傳保守性和穩(wěn)定性，這些特征是鑒別植物種的重要依據(jù)之一，同時也為探討植物起源、演化及親緣關(guān)系的研究提供了重要證據(jù)。Christensen[24]曾用光鏡和掃描電鏡對錦葵科花粉的演化趨勢和屬間界限進行過全面研究，Datta[25]、El Ghazali[26]、Perveen等[27]、El Naggar[28-29]、Bibi等[30]對國外一些地區(qū)的錦葵科花粉進行過形態(tài)和系統(tǒng)學(xué)分析；國內(nèi)關(guān)于錦葵科花粉的研究中，張金談等[31]、王伏雄等[32]、王麗萍[33]對國產(chǎn)錦葵科的部分種類進行了光學(xué)顯微鏡的觀察，隨著科技的發(fā)展，掃描電鏡和透射電鏡技術(shù)也應(yīng)用到對錦葵科花粉的研究之中[34-37]，但前人對國產(chǎn)錦葵科花粉的研究基本停留在對其進行形態(tài)描述上，研究的屬、種也較少，存在較大空白。

本研究收集了在中國有分布的15屬22種、2變種、2變型的錦葵科植物和外類群椴樹科華椴的花粉材料，對其進行了光學(xué)顯微鏡(LM)和掃描電鏡(SEM)觀察，旨在為錦葵科植物的系統(tǒng)學(xué)研究提供花粉形態(tài)學(xué)方面的證據(jù)。其中7屬9種、2變種、2變型(含外類群)植物的花粉為首次光學(xué)顯微鏡觀察報道，8屬10種、1變種、2變型(含外類群)植物的花粉為首次掃描電鏡觀察報道，彌補了國內(nèi)在這方面研究的不足，并結(jié)合前人研究為該科植物的科下分類階元(族、亞族、屬)的劃分及其演化關(guān)系的探討提供花粉形態(tài)學(xué)依據(jù)，為屬下物種間的分類鑒定提供參考。

1 材料和方法

1.1 材料來源

本研究材料大部分采自野外活體植株，花粉干燥保存，少部分取自植物臘葉標(biāo)本(表1)。

1.2 方 法

1.2.1光學(xué)顯微鏡觀察參考 Erdtman(1969)的醋酸酐分解法對所取植物花粉進行處理：(1)將材料用冰醋酸浸泡24 h后，用玻璃棒將材料搗碎，用50目銅網(wǎng)過濾；(2)將濾液加冰醋酸至5 mL，離心(3 500 r/min，5 min)2次，使花粉沉淀，倒掉上層液；(3)加入醋酸酐和濃硫酸的混合液(體積比9∶1，現(xiàn)配現(xiàn)用)5 mL，放于水浴(70～90 ℃)中加熱分解，約2～3 min；(4)分解好后取出，離心(3 000 r/min，8 min)，棄上層液，加8 mL蒸餾水洗2次，棄上層液；(5)加50%甘油保存，滴3～4滴1%的苯酚溶液防腐。

取花粉懸濁液1滴制片，用甘油膠封片，在光學(xué)顯微鏡下觀察照相。

1.2.2掃描電鏡觀察將取自野外活體植株和臘葉標(biāo)本的干燥花粉材料用雙面膠粘在載物臺上，噴金鍍膜后在日立SU3500掃描電鏡下觀察照相。

1.2.3花粉描述花粉描述參考Erdtman[38]、Christensen[24]、王伏雄[32]、韋仲新[37]、Bibi[30]等的著述。每個樣品隨機選取30個花粉粒測量其直徑，隨機選取60個萌發(fā)孔和刺，測量其長度(華椴測量其長短軸長)，所使用測量軟件為Karyo Type(下載地址：http://mnh.scu.edu.cn/soft/blog/KaryoType/index.html)。在掃描電鏡下觀察其表面紋飾，刺和萌發(fā)孔的形態(tài)等。憑證裝片保存于四川大學(xué)生命科學(xué)院植物系統(tǒng)與分子進化實驗室。

表1 研究材料來源信息

2 結(jié)果與分析

2.1 花粉形態(tài)特征

根據(jù)光學(xué)顯微鏡和掃描電鏡觀察及測量可知，本研究所取15屬22種、2變種、2變型的錦葵科花粉均為單?；ǚ郏瑘A球形，直徑(不包括刺)為54.4 μm(紅萼苘麻)～211.5 μm(垂花懸鈴花)。表面具刺狀紋飾，刺長4.48 μm(美麗苘麻)～40.97 μm(木槿)，部分屬具二型刺，其第二型刺明顯短于第一型刺，先端圓滑或尖，有的類似棒狀或瘤狀突起(僅測量其第一型刺長度)。具3孔溝或具散孔，散孔數(shù)量4～300不等，有的可見孔膜(或蓋)。刺之間的花粉表面多粗糙或不平整(蜀葵光滑)，散布或密布顆粒狀、小刺狀或小瘤狀突起，有的有穿孔或小穴(表2)。

華椴的花粉粒大小為23.5(20.4～28.0)μm×52.8(46.2～57.8)μm，超扁球形，極面觀3裂圓形，具3(或4)孔溝，溝細(xì)且短，表面具穴網(wǎng)狀紋飾。

2.2 錦葵科花粉形態(tài)類型的劃分

基于對錦葵科15屬花粉的形態(tài)觀察，可將其分為6種類型，分別是：

1)苘麻型：苘麻屬和隔蒴苘屬，刺基部膨大，具3孔溝。

2)棉型：桐棉屬和棉屬，平均直徑大于100 μm，刺基部膨大，刺長大于10 μm，具散孔。

3)黃花稔型：黃花稔屬和賽葵屬，平均直徑小于90 μm，刺基部膨大，刺長小于10 μm，具散孔。

4)翅果麻型：翅果麻屬，刺基部平，具散孔，孔數(shù)4～10。

5)木槿型：懸鈴花屬、梵天花屬、秋葵屬和木槿屬，刺基部平，具散孔，孔數(shù)10～70。

6)錦葵型：錦葵屬、花葵屬、蜀葵屬，刺基部平，具散孔，孔數(shù)30～300，具二型刺。

2.3 以花粉形態(tài)為依據(jù)的錦葵科15屬植物分屬檢索表

檢索表是植物分類學(xué)研究中的重要工具之一，能夠幫助分類學(xué)研究者快速區(qū)分不同的分類群。本研究依據(jù)所觀察到的花粉形態(tài)特征編寫了錦葵科分屬檢索表，結(jié)果如下。

基于花粉形態(tài)的錦葵科15屬植物分屬檢索表

1.花粉粒具3孔溝

2.刺較稀疏，刺基部之間距離較長，花粉表面有不規(guī)則小穴和小穿孔

苘麻屬Abutilon

2.刺較密集，刺基部之間距離較短，花粉表面無小穴和穿孔

隔蒴苘屬Wissadula

1.花粉粒具散孔

3.萌發(fā)孔平均長度(或直徑)小于5 μm，具二型刺

4.萌發(fā)孔數(shù)量極多，多大于100個

5.花粉粒直徑多小于120 μm，孔數(shù)小于150，第二型刺先端較尖

錦葵屬Malva

5.花粉粒直徑多大于120 μm，孔數(shù)大于150，第二型刺先端多圓滑

蜀葵屬Alcea

4.萌發(fā)孔數(shù)量相對較少，多小于70個

花葵屬Lavatera

3.萌發(fā)孔平均長度(或直徑)大于5 μm，具單型刺

6.刺基部明顯膨大

7.花粉粒較大，平均直徑在100 μm以上，刺長大于10 μm

8.刺少彎曲，花粉表面密布明顯的瘤狀和棒狀突起

桐棉屬Thespesia

8.刺多彎曲，花粉表面無明顯瘤狀突起或很少

棉屬Gossypium

7.花粉粒較小，平均直徑在90 μm以下，刺長小于10 μm

9.花粉表面粗糙，密布顆粒狀和小瘤狀突起

賽葵屬Malvastrum

9.表面較光滑，散布有少量顆粒狀和尖銳突起

黃花稔屬Sida

6.刺基部平坦或略膨大

10.萌發(fā)孔數(shù)量多小于10，花粉平均直徑小于120 μm

翅果麻屬Kydia

10.萌發(fā)孔數(shù)量多大于10，花粉平均直徑大于120 μm

11.萌發(fā)孔數(shù)量相對較多，可達60～70，萌發(fā)孔圓形

12.花粉粒直徑多小于170 μm，刺多明顯彎曲

梵天花屬Urena

12.花粉粒直徑多大于170 μm，刺極少彎曲

懸鈴花屬Malvaviscus

11.萌發(fā)孔數(shù)量相對較少，多在40以下，萌發(fā)孔近圓形、橢圓形或近矩形

13.花粉粒平均直徑小于140 μm，萌發(fā)孔近圓形

十裂葵屬Decaschistia

13.花粉粒平均直徑大于140 μm，萌發(fā)孔橢圓形至近矩形

14.花粉粒平均直徑大于170 μm，萼早落，果長尖

秋葵屬Abelmoschus

14.花粉粒平均直徑多小于170 μm，萼宿存，果常長圓形至圓球形

木槿屬Hibiscus

表2 花粉形態(tài)特征

續(xù)表2 Continued Table 2

種名 Species花粉大小Pollen size/μm萌發(fā)孔 Aperture數(shù)量Number類型Typer長度Length/μm 刺長Spine length/μm刺先端Spine apex刺基部Spine base刺之間的外壁紋飾Tectum sculpture between spines圖版Plate黃蜀葵A. manihot (L.) Medikus175.1(155.9-196.6)20-40散孔Panpori9.2(5.1-12.9)29.6(25.0-36.2)較尖Acute slightly平坦Flat表面粗糙,凹凸不平,散布有顆粒狀和極少的小刺狀突起Rough and rugged, scattered with granules and few small spinesⅠ,23;Ⅳ,9-10咖啡黃葵 A.esculentus (L.) Moench178.4(168.0-192.5)20-40散孔Panpori13.2(9.9-18.4)24.5(19.4-29.5)鈍Blunt平坦Flat表面粗糙,凹凸不平,散布有大小不等的顆粒狀突起Rough and rugged, scattered with granules of varying sizesⅠ,24;Ⅳ,11-12吊燈扶桑 H. schizopetalus (Dyer ex Mas-ters) J. D. Hooker168.3(149.8-191.4)20-40散孔Panpori7.8(5.2-10.1)19.3(14.6-23.4)鈍Blunt平坦Flat表面粗糙,密布顆粒狀和小瘤狀突起,刺基部有不規(guī)則穿孔Rough, densely granules and microverrucae, irregularly shaped perforations in the spine basesⅠ,20;Ⅳ,3-4朱槿H. rosa-sinensis L.161.8(143.1-173.1)20-40散孔Panpori11.8(8.5-15.9)21.6(16.0-27.3)鈍,偶分叉Blunt & bifurcated平坦Flat表面不平整,散布有不等的顆粒狀突起Uneven, scattered with granules of varying sizesⅠ,16;Ⅲ,17-18木芙蓉H. mutabilis L.167.3(155.5-186.8)20-40散孔Panpori6.7(3.7-9.0)26.5(20.8-31.2)鈍Blunt平坦Flat表面凹凸不平,散布有大小不等的顆粒狀突起Rugged, scattered with granules of varying sizesⅠ,21;Ⅳ,5-6重瓣木芙蓉H. mutabilis f.plenus S.Y.HU154.9(143.9-167.7)20-40散孔Panpori6.9(5.2-8.8)21.0(17.2-24.5)鈍Blunt平坦Flat表面凹凸不平,凸出部分較原變型明顯,散布有顆粒狀突起Rugged, scattered with granules, bulge more appearant than H. mutabilisⅠ,22;Ⅳ,7-8木槿H. syriacus L.166.6(152.5-182.1)10-20散孔Panpori13.4(10.6-16.3)30.7(22.2-41.0)較尖Acute slightly平坦Flat表面不平整,散布有許多顆粒狀小突起,可觀察到少量的小刺狀突起Uneven, scattered with many granules, few small spines observedⅠ,18;Ⅲ,19-20白花單瓣木槿H. syriacus f.totus-albus T.Moore171.2(152.1-182.9)10-20散孔Panpori15.1(12.5-17.6)27.4(22.9-33.1)尖Acute平坦Flat表面不平整,有大小不等的顆粒狀至瘤狀突起Uneven, unequal-sized verrucate to granular protrusionsⅠ,19;Ⅳ,1-2黃槿H. tiliaceus L.148.6(129.9-171.4)10-30散孔Panpori10.9(7.5-13.7)25.3(20.9-29.5)尖Acute平坦Flat表面粗糙,有大小不等的顆粒狀至瘤狀突起Rough, unequal-sized verrucate to granular protrusionsⅠ,15;Ⅲ,15-16紅秋葵H. coccineus Walter170.1(157.5-180.1)10-30散孔Panpori9.4(6.9-11.8)16.8(13.7-19.5)鈍Blunt平坦Flat表面粗糙不平,散布有顆粒狀突起,刺基部有尖銳突起Rough and uneven, scattered with granules,spine bases with sharp protrusionsⅠ,14;Ⅲ,13-14芙蓉葵 H. moscheutos L.155.9(148.5-168.9)20-40散孔Panpori8.7(6.2-11.2)17.9(15.1-20.7)鈍Blunt略膨大Bulbous slightly表面粗糙不平,有許多顆粒狀突起Rough and uneven, lots of granules on the surfaceⅠ,17;Ⅲ,9-11十裂葵 Decaschistia mouretii var.nervifolia (Masamune) H. S.Kiu133.0(117.2-145.5)20-40散孔Panpori6.1(4.2-8.3)23.0(20.2-27.9)較尖Acute slightly平坦Flat表面粗糙不平,密布大小不等的瘤狀突起Rough and uneven, densely unequal-sized verrucaeⅠ,13;Ⅲ,8, 12桐棉 Thespesia populnea (L.) So-lander ex Corrêa,105.0(99.3-109.5)4-10散孔Panpori8.3(6.4-10.1)12.1(10.2-14.5)尖,偶分叉Acute & bifurcated膨大Bulbous表面粗糙,密布瘤狀(少棒狀)突起,有不規(guī)則小穿孔Rough, densely verrucae, light baculate protrusions, scattered with small irregularly shaped perforationsⅠ,7;Ⅱ,15-16陸地棉 Gossypium hirsutum L.117.3(106.6-127.2)4-10散孔Panpori7.7(5.6-11.7)13.8(11.4-16.0)尖Acute膨大Bulbous表面不平整,有不規(guī)則穿孔和小穴Uneven, irregularly shaped perforations and foveolaeⅠ,8;Ⅱ,17-18

依據(jù)以上檢索表，可以將上述中國錦葵科15屬植物區(qū)分開來，其中13個屬的植物可以完全依據(jù)花粉特征區(qū)分。只有秋葵屬和木槿屬的花粉特征極為相近，需要借助其他形態(tài)特征[6]才能很好地區(qū)分開，這在一定程度上表明秋葵屬和木槿屬的親緣關(guān)系很近。

3 結(jié)論與討論

3.1 錦葵科花粉的演化趨勢

通過對所研究的花粉形態(tài)進行分析，結(jié)合前人的研究[24,38-39]，可以推斷出錦葵科花粉的演化趨勢如下：1)花粉大小：中等→較大→巨大；2)萌發(fā)孔：3孔溝→數(shù)量較少的散孔→更多的散孔；3)刺狀紋飾：短尖→長尖或鈍；基部膨大→基部平；具單型刺→具二型刺。由此可見，錦葵科花粉的演化趨勢是從中等大小、3孔溝、具基部膨大的短尖刺的花粉向體積增大、多散孔、具基部平的長刺(有時具二型刺)的花粉演化；在上述劃分的6種類型中，苘麻型最原始，棉型、黃花稔型和翅果麻型為中等進化類型，木槿型和錦葵型相對最進化。該研究結(jié)果與基于ITS和葉綠體基因片段所建立的分子系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系基本一致[22,40]。

3.2 錦葵科花粉形態(tài)的分類學(xué)價值

錦葵目的4個核心科親緣關(guān)系很近，其科間界限一直存在爭議，有些屬的位置在這4個科之間來回變動[1,7-11,41]。通常認(rèn)為木棉科和錦葵科的親緣關(guān)系更接近[2,42-43]，本研究中的翅果麻屬和木槿族各屬就曾被Edlin依據(jù)果和心皮特征等移到木棉科[7]。本研究表明，錦葵科植物花粉均為圓球形，具刺狀紋飾，具3孔溝或具散孔，而木棉科花粉粒扁球形，極面觀近三角形或三裂圓形，具3孔溝或3孔，具網(wǎng)狀紋飾[32,37-38,41]。顯然，木棉科和錦葵科的花粉在形態(tài)特征(尤其是表面紋飾)上差別很大，而翅果麻屬和木槿族的花粉形態(tài)符合錦葵科的特征，應(yīng)被歸于錦葵科中。同時，本研究所觀察的椴樹科華椴的花粉粒在形狀和表面紋飾上與錦葵科花粉也存在明顯差異，由此可見，錦葵科花粉形態(tài)特征明顯，可以將錦葵科植物同錦葵目其他核心科區(qū)分開來，對確定科間界限有重要意義。

在對錦葵科族和亞族劃分的研究歷史中，Edlin[7]、Kearney[8]、Hutchinson[9]、Bates[10]、馮國楣[6]、Fryxell[11-12,19]等學(xué)者提出過不同的觀點和處理方式。在馮國楣[6]的分類處理中，將中國錦葵科植物分成3個族(表1)，其中錦葵族包括8個屬，這些屬的花粉類型見2.2。這8個屬中，F(xiàn)ryxell[19]認(rèn)為翅果麻屬應(yīng)被放入木槿族；根據(jù)Kearney[8]的觀點，應(yīng)將除翅果麻屬之外的7個屬劃分到3個亞族中：錦葵亞族(Malvinae，包括花葵屬、蜀葵屬和錦葵屬)，黃花稔亞族(Sidinae，包括黃花稔屬)和苘麻亞族(Abutilinae，包括隔蒴苘屬、苘麻屬和賽葵屬)；而Hutchinson[9]將苘麻亞族和黃花稔亞族從原來的錦葵族中分離出來單獨成立苘麻族(Abutileae)，并認(rèn)為賽葵屬應(yīng)當(dāng)屬于黃花稔亞族。本研究參考前人的研究，依據(jù)實驗所得的花粉微形態(tài)觀察結(jié)果，就中國錦葵科族和亞族的劃分方式進行討論。

本研究表明，在馮國楣[6]所認(rèn)為的錦葵族(翅果麻屬除外，該屬在下文討論)的各屬花粉類型中，苘麻型和黃花稔型的花粉屬于較原始類型，而錦葵型花粉屬于相對進化的類型，這兩類花粉(苘麻型+黃花稔型與錦葵型)在花粉大小、萌發(fā)孔類型和數(shù)量、表面紋飾刺的形態(tài)等方面都存在著明顯差異。但其它形態(tài)學(xué)特征和分子生物學(xué)研究[4,6,14]結(jié)果不足以將具有苘麻型和黃花稔型花粉的屬和具有錦葵型花粉的屬劃分到2個族級分類單位中，故不支持Hutchinson[9]將黃花稔亞族和苘麻亞族從錦葵族中分出單獨成立苘麻族的觀點。賽葵屬的花粉屬于黃花稔型，和黃花稔屬更接近，且二者的每子房室中均具1胚珠，而隔蒴苘屬和苘麻屬的每子房室胚珠數(shù)均大于2[4]，因此，我們根據(jù)花粉特征接受Hutchinson[9]將賽葵屬歸入黃花稔亞族的觀點。此外，花粉學(xué)證據(jù)也支持Kearney[8]將錦葵屬、蜀葵屬和花葵屬劃分到錦葵亞族中的觀點，因為它們的花粉都是錦葵型。

棉族(包括棉屬、桐棉屬等)因有一些獨有的特征，如具棉酚腺(gossypol glands)等而被Fryxell從木槿族中分出[11]。本研究表明，棉型的花粉較原始，而木槿族其他成員所具有的木槿型花粉是較為進化的類型，二者在花粉大小，萌發(fā)孔形狀、數(shù)量和刺形態(tài)等方面均有較大差異，因此支持Fryxell[11]將棉族分出的觀點，并且從花粉形態(tài)上推斷，與木槿族相比，棉族和錦葵族中的苘麻亞族和黃花稔亞族的親緣關(guān)系更近。

1975年，F(xiàn)ryxell[12]又將十裂葵屬從木槿族中分出單獨成立十裂葵族(Decaschistieae，僅包括十裂葵屬)。梵天花族和Fryxell[12]所認(rèn)為的木槿族、十裂葵族的花粉都屬于進化程度較高的類型，其中梵天花族的花粉萌發(fā)孔數(shù)量明顯多于木槿族，萌發(fā)孔為圓形而不是像木槿族大多數(shù)種類一樣呈孔溝形狀較接近的長圓形或近矩形，花粉表面顆粒狀或瘤狀突起稀少或無，因此可以依據(jù)花粉特征將梵天花族和木槿族區(qū)分開。而十裂葵屬的花粉和木槿族成員相比，除在花粉體積上十裂葵的平均直徑(133.0 μm)略小于本研究中其他木槿族成員(最小者148.6 μm)和萌發(fā)孔為近圓形之外，沒有表現(xiàn)出更明顯穩(wěn)定的區(qū)別特征，因此花粉學(xué)證據(jù)不支持Fryxell[12]將十裂葵屬移出去單列一族。

綜上所述，依據(jù)花粉學(xué)證據(jù)可將中國錦葵科15屬植物劃分成4個族：錦葵族、棉族、梵天花族和木槿族，并可進一步將錦葵族劃分成錦葵亞族、黃花稔亞族和苘麻亞族。此外，從花粉形態(tài)上看，翅果麻屬的花粉與木槿族的成員更接近，因為它們只在萌發(fā)孔數(shù)量和花粉體積上略有區(qū)別(翅果麻屬花粉相對原始)，因此本研究支持將翅果麻屬置于木槿族中，并且是在木槿族中較原始的類群，這與Koopman和Baum[22]的研究結(jié)果相符。

錦葵科花粉形態(tài)在屬和種水平上的分類學(xué)價值需要進一步探索。由2.3的檢索表可知，依據(jù)花粉特征能夠區(qū)分出錦葵科的大多數(shù)屬。在少數(shù)親緣關(guān)系很近的屬如木槿屬和秋葵屬之間，還需借助其他特征才能很好區(qū)分。秋葵屬的系統(tǒng)位置一直存在爭論，Kearney[8]、Fryxell等[19，21]、Pfeil等[17]、Koopnam等[22]、Werner等[23]都曾通過形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)手段對秋葵屬應(yīng)該歸入木槿屬還是單獨作為一個屬進行過討論。最新的分子生物學(xué)研究表明，秋葵屬是一個單系群，與木槿屬起源于一個共同(已絕滅的)祖先[23]。但本研究中的秋葵屬與木槿屬植物的花粉差異也僅為秋葵屬花粉(黃蜀葵，175.1 μm)略大于木槿屬成員(白花單瓣木槿，171.2 μm)，因此花粉學(xué)證據(jù)不支持將秋葵屬從木槿屬中分離。

而在種的劃分上，以木槿屬為例，能根據(jù)刺的尖銳程度和萌發(fā)孔數(shù)量大致分成幾大組，但僅依據(jù)花粉大小和外壁特征將植物鑒定到種有一定困難?？梢钥紤]進行更細(xì)致的研究，如對花粉的外壁構(gòu)造進行研究，測量外壁外層和外壁內(nèi)層的厚度、甚至花粉的一些數(shù)量性狀等，能為種的鑒定提供更多參考數(shù)據(jù)。

3.3 錦葵科花粉形態(tài)的系統(tǒng)學(xué)意義

錦葵族中的苘麻亞族(包括隔蒴苘屬和苘麻屬)的花粉是最原始的類型，棉族(桐棉屬和棉屬)的花粉與苘麻亞族相比，在花粉大小、萌發(fā)孔類型和數(shù)量上較進化，因此從花粉證據(jù)上可推斷，錦葵族中的苘麻亞族最原始，棉族和苘麻亞族起源于共同祖先，且和苘麻亞族相比較為進化，這和Alverson等[16]認(rèn)為錦葵族和棉族在錦葵科的同一條進化支上的觀點相吻合。

梵天花族的一些形態(tài)特征處于錦葵族和木槿族過渡階段，如雄蕊柱上的花藥僅外部著生(和木槿族相似)，果裂成分果爿(和錦葵族相似)等，因此馮國楣[6]在系統(tǒng)位置上將其放在錦葵族和木槿族之間。但梵天花族也存在比錦葵族和木槿族更進化的特征，如柱頭分枝約為心皮的2倍，而且從花粉形態(tài)上看，雖然梵天花族和木槿族的花粉都屬于進化程度較高的類型，不過梵天花族的花粉表現(xiàn)出一些更進化的特征，因此推斷梵天花族可能比木槿族更進化，而且梵天花族分出的時間較晚，因為兩者花粉特征之間的區(qū)別不太大，這和Hutchinson[9]、Christensen[24]、Alverson等[16]、Crozier[13]等的觀點相符。

關(guān)于錦葵族下各屬的系統(tǒng)演化順序，上述7屬(去掉翅果麻屬)中，國內(nèi)傳統(tǒng)的分類學(xué)研究[6]認(rèn)為錦葵屬是最原始的類群，苘麻屬最進化；Baum等[40]以及Koopman和Baum[22]利用ndhF和matK序列進行的分析表明，苘麻屬是較原始的類群，花葵屬是其姐妹支上較進化的類群。本研究表明苘麻屬的花粉屬于較原始類型，而錦葵屬和花葵屬花粉為較進化類型，因此苘麻屬可能是較原始的類群，而錦葵屬和花葵屬較為進化，這與馮國楣[6]所認(rèn)為的錦葵族的系統(tǒng)發(fā)育順序不同，與Baum等[40]、Koopman和Baum[22]的研究結(jié)果相符。

Tate等[14]基于ITS構(gòu)建的分子系統(tǒng)發(fā)育框架中錦葵族被分成A、B兩個大分支，黃花稔屬的一些類群處于分支A的基部群中，表明黃花稔屬在整個錦葵科處于相對原始的系統(tǒng)地位，本研究結(jié)果表明黃花稔屬在花粉形態(tài)演化上亦屬錦葵科中較原始類群，花粉研究結(jié)果得到分子系統(tǒng)發(fā)育的強烈支持[14]。但同屬于花粉較原始類群的苘麻屬，在Tate等[14]基于ITS構(gòu)建的分子系統(tǒng)發(fā)育框架中卻落在分支A的冠部群中，表明分子系統(tǒng)學(xué)研究結(jié)果中的ITS基因與花粉形態(tài)的演化速率不一致，需要進一步擴大基因片段和植物采樣量及擴大分支學(xué)科的研究來做深入分析。從本研究花粉形態(tài)演化趨勢看來，錦葵型(包括蜀葵屬、花葵屬和錦葵屬)花粉在錦葵族中屬于較為進化的類型，而在Tate等[14]基于ITS構(gòu)建的分子系統(tǒng)發(fā)育框架中，錦葵族的蜀葵屬、花葵屬和錦葵屬也是處于分支B的冠部類群中，花粉形態(tài)演化趨勢得到分子系統(tǒng)發(fā)育結(jié)果的很好驗證和支持[14]。

結(jié)合上述分子生物學(xué)研究證據(jù)及花粉形態(tài)研究，可對錦葵族的系統(tǒng)發(fā)育情況進行以下推斷：1)錦葵族在早期分成了兩條進化支；2)一支的花粉保留較原始的特征，萌發(fā)孔數(shù)量少且環(huán)狀排列，刺基部膨大且短尖，單型刺(苘麻屬、隔蒴苘屬、黃花稔屬、賽葵屬)，表明這一支的現(xiàn)存類群形成較早；3)黃花稔亞族要比苘麻亞族更進化，因為黃花稔亞族的萌發(fā)孔數(shù)量更多，且從具孔溝發(fā)展成為具孔；4)另一支的花粉發(fā)展出較進化的特征，萌發(fā)孔多數(shù)且散布，刺基部平且長尖或鈍，具二型刺(錦葵屬、花葵屬、蜀葵屬)，表明這一支的現(xiàn)存類群形成較晚(在分子系統(tǒng)發(fā)育樹上亦位于冠部分支中)。此外，錦葵亞族3個屬的花粉特征表明，不同屬(即使是近緣屬)花粉的演化趨勢和速度可能有差別，如新疆花葵(花葵屬)的花粉體積要明顯比冬葵(錦葵屬)花粉大但萌發(fā)孔數(shù)量要遠(yuǎn)小于后者，新疆花葵的花粉第二型刺要比蜀葵(蜀葵屬)花粉更明顯(長度更長，先端更尖)且萌發(fā)孔數(shù)量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)要少。

此外，掃描電鏡觀察還發(fā)現(xiàn)，木槿和黃蜀葵花粉表面存在明顯小于其絕大多數(shù)刺狀突起的小刺狀突起，雖然數(shù)量很少，但可以據(jù)此推斷這兩個種在各自的屬中可能屬于較進化的類群；芙蓉葵的刺基部與木槿屬其它種類相比明顯膨大且刺較短，其可能是木槿屬中較原始的類群。

致謝：感謝四川大學(xué)分析測試中心王輝老師在掃描電鏡觀察上給予的幫助，感謝中國科學(xué)院植物研究所標(biāo)本館(PE)王強老師等和四川大學(xué)標(biāo)本館(SZ)譚進波老師在花粉標(biāo)本提供上給予的幫助，感謝成都植物園高遠(yuǎn)平老師，四川師范大學(xué)謝智同學(xué)，四川大學(xué)袁夢、王涵、應(yīng)博一同學(xué)，以及彭守運先生在新鮮材料采集上給予的幫助。

圖版Ⅰ 光鏡下花粉形態(tài)
1.隔蒴苘；2.金鈴花；3.美麗苘麻；4.紅萼苘麻；5.賽葵；6.白背黃花稔；7.桐棉；8.陸地棉；9.冬葵；10.蜀葵；11.新疆花葵；12.翅果麻；13.十裂葵；14.紅秋葵；15.黃槿；16.朱槿；17.芙蓉葵；18.木槿；19.白花單瓣木槿；20.吊燈扶桑；21.木芙蓉；22.重瓣木芙蓉；23.黃蜀葵；24.咖啡黃葵；25.地桃花；26.垂花懸鈴花；27.華椴赤道面觀；28.華椴極面觀；標(biāo)尺=20 μm
PlateⅠ Pollen morphology under LM
1.Wissadula periplocifolia； 2. Abutilon pictum； 3. Abutilon×hybridum； 4. Abutilon megapotamicum； 5. Malvastrum coromandelianum； 6. Sida rhombifolia； 7. Thespesia populnea； 8. Gossypium hirsutum； 9. Malva verticillata var.crispa； 10. Alcea rosea； 11. Lavatera cashemiriana； 12. Kydia calycina； 13. Decaschistia mouretii var.nervifolia； 14. Hibiscus coccineus； 15. Hibiscus tiliaceus； 16. Hibiscus rosa-sinensis； 17. Hibiscus moscheutos； 18. Hibiscus syriacus； 19. Hibiscus syriacus f.totus-albus； 20. Hibiscus schizopetalus； 21. Hibiscus mutabilis； 22. Hibiscus mutabilis f.plenus； 23. Abelmoschus manihot； 24. Abelmoschus esculentus； 25. Urena lobata； 26. Malvaviscus penduliflorus； 27. Equatorial view of Tilia chinensis； 28. Polar view of Tilia chinensis； Bar =20 μm

圖版 Ⅱ 掃描電鏡下花粉形態(tài)Ⅰ
1.隔蒴苘；2.隔蒴苘刺形態(tài)；3.美麗苘麻；4.美麗苘麻萌發(fā)孔和刺；5.金鈴花；6.金鈴花刺形態(tài)；7.金鈴花萌發(fā)孔；8.賽葵；9.紅萼苘麻；10.紅萼苘麻刺形態(tài)；11.紅萼苘麻萌發(fā)孔；12.賽葵刺形態(tài)；13.白背黃花稔；14.白背黃花稔刺形態(tài)；15.桐棉；16.桐棉萌發(fā)孔和刺；17.陸地棉；18.陸地棉刺形態(tài)；19.冬葵；20.冬葵萌發(fā)孔和刺
Plate Ⅱ Pollen morphology under SEM Ⅰ
1. Wissadula periplocifolia； 2. Spine shape of Wissadula periplocifolia； 3. Abutilon×hybridum； 4. Aperture and spine of Abutilon×hybridum；5. Abutilon pictum； 6. Spine shape of Abutilon pictum； 7. Aperture of Abutilon pictum； 8. Malvastrum coromandelianum； 9. Abutilon megapotamicum； 10. Spine shape of Abutilon megapotamicum； 11. Aperture of Abutilon megapotamicum； 12. Spine shape of Malvastrum coromandelianum； 13. Sida rhombifolia； 14. Spine shape of Sida rhombifolia； 15. Thespesia populnea； 16. Aperture and spine of Thespesia populnea； 17. Gossypium hirsutum； 18. Spine shape of Gossypium hirsutum； 19. Malva verticillata var.crispa； 20. Aperture and spine of Malva verticillata var.crispa

圖版 Ⅲ 掃描電鏡下花粉形態(tài) Ⅱ
1.蜀葵；2.蜀葵刺形態(tài)；3.翅果麻；4.翅果麻萌發(fā)孔和刺；5.新疆花葵；6.新疆花葵刺形態(tài)；7.新疆花葵萌發(fā)孔；8.十裂葵；9.芙蓉葵；10.芙蓉葵刺形態(tài)；11.芙蓉葵萌發(fā)孔；12.十裂葵萌發(fā)孔和刺；13.紅秋葵；14.紅秋葵萌發(fā)孔和刺；15.黃槿；16.黃槿萌發(fā)孔和刺；17.朱槿；18.朱槿萌發(fā)孔；19.木槿；20.木槿萌發(fā)孔
Plate Ⅲ Pollen morphology under SEM Ⅱ
1. Alcea rosea； 2. Spine shape of Alcea rosea； 3. Kydia calycina； 4. Aperture and spine of Kydia calycina； 5. Lavatera cashemiriana； 6.Spine shape of Lavatera cashemiriana； 7. Aperture of Lavatera cashemiriana； 8. Decaschistia mouretii var.nervifolia； 9. Hibiscus moscheutos； 10.Spine shape of Hibiscus moscheutos； 11. Aperture of Hibiscus moscheutos； 12. Aperture and spine of Decaschistia mouretii var.nervifolia； 13. Hibiscus coccineus； 14. Aperture and spine of Hibiscus coccineus； 15. Hibiscus tiliaceus； 16. Aperture and spine of Hibiscus tiliaceus； 17. Hibiscus rosa-sinensis； 18. Aperture of Hibiscus rosa-sinensis； 19. Hibiscus syriacus； 20. Aperture of Hibiscus syriacus

圖版 Ⅳ 掃描電鏡下花粉形態(tài) Ⅲ
1.白花單瓣木槿；2.白花單瓣木槿萌發(fā)孔；3.吊燈扶桑；4.吊燈扶桑萌發(fā)孔和刺；5.木芙蓉；6.木芙蓉萌發(fā)孔和刺；7.重瓣木芙蓉；8.重瓣木芙蓉萌發(fā)孔；9.黃蜀葵；10.黃蜀葵萌發(fā)孔和刺；11.咖啡黃葵；12.咖啡黃葵萌發(fā)孔和刺；13.地桃花；14.地桃花萌發(fā)孔和刺；15.垂花懸鈴花；16.垂花懸鈴花的外壁紋飾；17.華椴赤道面觀；18.華椴極面觀；19.華椴萌發(fā)孔；20.華椴外壁紋飾
Plate Ⅳ Pollen morphology under SEM Ⅲ
1. Hibiscus syriacus f.totus-albus； 2. Aperture of Hibiscus syriacus f.totus-albus； 3. Hibiscus schizopetalus ；4. Aperture and spine of Hibiscus schizopetalus； 5. Hibiscus mutabilis； 6. Aperture and spine of Hibiscus mutabilis； 7. Hibiscus mutabilis f.plenus； 8. Aperture of Hibiscus mutabilis f.plenus； 9. Abelmoschus manihot； 10. Aperture and spine of Abelmoschus manihot； 11. Abelmoschus esculentus； 12. Aperture and spine of Abelmoschus esculentus； 13. Urena lobata； 14. Aperture and spine of Urena lobata； 15. Malvaviscus penduliflorus； 16. Tectum sculpture of Malvaviscus penduliflorus；17. Equatorial view of Tilia chinensis； 18. Polar view of Tilia chinensis； 19. Aperture of Tilia chinensis； 20. Tectum sculpture of Tilia chinensis