關(guān)于植物分類的基礎(chǔ)知識(shí)

　　植物分類學(xué)(Plant taxonomy 或Plant classification)是研究植物類群的分類，探索植物親緣關(guān)系，闡明植物界自然系統(tǒng)的科學(xué)。那么關(guān)于植物分類的基礎(chǔ)知識(shí)有哪些?下面百分網(wǎng)小編為大家整理了相關(guān)關(guān)于植物分類的基礎(chǔ)知識(shí)，希望大家喜歡。

　　一、植物分類方法

　　(一)形態(tài)分類學(xué)

　　形態(tài)分類學(xué)是依據(jù)植物外部形態(tài)特征，對(duì)植物全面觀察和進(jìn)行對(duì)比分析，研究其相似性與變異性，區(qū)別和確定不同的植物類群。隨著電子顯微鏡的誕生與應(yīng)用，形態(tài)分類學(xué)已由宏觀描述進(jìn)入微形態(tài)學(xué)領(lǐng)域，以便更詳盡地觀察和描述植物的形態(tài)特征。

　　(二)實(shí)驗(yàn)分類學(xué)

　　實(shí)驗(yàn)分類學(xué)是采用栽培對(duì)照實(shí)驗(yàn)的方法研究植物形態(tài)變異本質(zhì)的學(xué)科，其研究方法是把要研究的不同生境中的植物引種到環(huán)境條件相似的實(shí)驗(yàn)園里進(jìn)行栽培對(duì)照試驗(yàn)，同時(shí)進(jìn)行雜交試驗(yàn)，以確定其遺傳型變異和表現(xiàn)型變異及生殖隔離情況。奧地利植物學(xué)家Kerner(1895)選取低地生活的植物種子樣品，把它們種在兩個(gè)不同的實(shí)驗(yàn)園里，一個(gè)是在低海拔地區(qū)的維也納，海拔150m;另一個(gè)是在高海拔地區(qū)的梯羅爾，海拔2900m。發(fā)現(xiàn)高海拔實(shí)驗(yàn)園種植的植物都有顯著的表現(xiàn)型飾變，如莖矮、花小且少、含有更多的花色素甙。從這些植物中采集種子種在低海拔地區(qū)的維也納，這些植物又恢復(fù)到它們低地生活的形態(tài)。說(shuō)明生態(tài)環(huán)境對(duì)植物形態(tài)的變異有很大的影響。該領(lǐng)域另一個(gè)著名的植物學(xué)家是圖森(Turesson)，他發(fā)現(xiàn)來(lái)自不同地區(qū)植株的形態(tài)差異部分屬于可塑性差異，通過(guò)栽培就消失了，但這不是全部差異，通常有一種遺傳學(xué)基礎(chǔ)。

　　(三)細(xì)胞分類學(xué)

　　細(xì)胞分類學(xué)(Cytotaxonomy)，也叫染色體分類學(xué)，其實(shí)質(zhì)是利用染色體的數(shù)目、形態(tài)結(jié)構(gòu)、核型資料探討分類學(xué)問(wèn)題。染色體資料在植物分類中的應(yīng)用表現(xiàn)在植物分類、植物系統(tǒng)學(xué)和物種生物學(xué)方面，主要意義是：(1)用作鑒別和區(qū)分類群的特征，揭示類群之間的親緣關(guān)系，審定和修改原來(lái)的分類系統(tǒng);(2)揭示物種形成機(jī)制和類群進(jìn)化方向;(3)和地理分布資料相結(jié)合，用來(lái)推斷某一類群的起源中心，昔日的分布和遷移路線，指示植物區(qū)系特點(diǎn)和成因以及植物類群分布的規(guī)律。

　　牡丹科(Paeoniaceae)的劃分是染色體分類的最好例證。過(guò)去，牡丹屬(Paeonia)歸于毛茛科，但是，牡丹屬的染色體基數(shù)是5，染色體極大，是被子植物中具最大型染色體的屬之一，與毛茛科其它屬植物的染色體不同，再加上化學(xué)成分等方面的差異，將牡丹屬成立為科，甚至獨(dú)立為牡丹目(Paeoniales)。

　　(四)孢粉分類學(xué)

　　孢粉分類學(xué)是指利用植物孢粉學(xué)資料解決植物分類學(xué)問(wèn)題的一門學(xué)科。孢粉是指植物的性孢子和花粉。種子植物的花粉形態(tài)特征比較穩(wěn)定，可用于一些科、屬、種的正確劃分以及有關(guān)植物演化關(guān)系的探討。絕大多數(shù)被子植物的花粉形狀和萌發(fā)結(jié)構(gòu)各不相同，被子植物花粉的孔、溝數(shù)目、位置、花粉壁的結(jié)構(gòu)和紋飾等特征可用于植物分類學(xué)研究。

　　(五)化學(xué)分類學(xué)

　　化學(xué)分類學(xué)是揭示物種在分子水平上所反映出來(lái)的特有矛盾的學(xué)科。它一方面在分子水平上提供植物分類學(xué)特征，彌補(bǔ)形態(tài)分類學(xué)的不足;另一方面研究物種的系統(tǒng)發(fā)育在分子水平上反映出來(lái)的規(guī)律性。植物化學(xué)分類學(xué)的任務(wù)主要是通過(guò)各級(jí)分類群所含化學(xué)成分的特性和生物合成途徑的研究;探索化學(xué)成分在植物系統(tǒng)發(fā)育中的分布規(guī)律;從植物化學(xué)成分的角度，研究植物的系統(tǒng)發(fā)育。

　　用于植物分類的化學(xué)成分共有十大類，即糖類、甙類、黃酮類、植物堿、萜類、揮發(fā)油、鞣質(zhì)、酶、蛋白質(zhì)、核酸。

　　植物化學(xué)分類的準(zhǔn)則：(1)普遍存在的化合物對(duì)于較低單位的分類意義不大，如纖維素、葉綠素等;(2)分布獨(dú)特或十分稀少的化合物意義不大，可能僅對(duì)種的鑒定有些幫助;(3)在植物化學(xué)分類學(xué)中有意義的化合物是有限分布的化合物，如異黃酮僅在幾個(gè)科中存在，具有重要的分類學(xué)價(jià)值，可以借助它區(qū)分幾個(gè)科。

　　植物化學(xué)分類的研究對(duì)象：(1)植物代謝次生成分中的有限分布的化合物。所謂次生成分是指在基本代謝中積累起來(lái)的無(wú)明顯作用的一類物質(zhì)，屬于植物體內(nèi)的低分子類化合物;(2)植物化學(xué)分類學(xué)研究中，如果兩個(gè)化合物結(jié)構(gòu)相同，但它們的生物合成途徑不同，應(yīng)把它們看作是在生物學(xué)上有區(qū)別。

　　(六)分子生物學(xué)方法

　　DNA序列直接反映物種的基因型，記錄了物種進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生的很多信息，因此，DNA序列研究為植物分類研究提供了更加可靠的證據(jù)。PCR(Polymerase chain reaction)和DNA自動(dòng)測(cè)序技術(shù)的發(fā)展，為利用分子生物學(xué)資料進(jìn)行植物分類研究奠定了基礎(chǔ)。

　　在研究中，人們要根據(jù)不同問(wèn)題選擇不同的研究對(duì)象，如研究科以上的類群分類，要選擇相對(duì)保守的DNA分子，研究較多的是葉綠體DNA和核糖體DNA。葉綠體DNA中的一些序列很保守，很少發(fā)生序列重排，例如，由葉綠體DNA基因組編碼的磷酸核酮糖羧化氧化酶大亞基(rbcL)就是研究科以上類群的很好材料。核糖體DNA廣泛存在于植物體內(nèi)，常被用來(lái)研究種內(nèi)或親緣關(guān)系很近的種間或?qū)匍g分類�；�于PCR原理的RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)、AFLP(Amplified Fragment Length POlymorphism)等技術(shù)所檢測(cè)的位點(diǎn)為隨機(jī)分布在基因組中的DNA片段，已越來(lái)越多地應(yīng)用于種間、種內(nèi)和居群間的親緣關(guān)系研究中。

　　(七)數(shù)量分類學(xué)

　　數(shù)量分類學(xué)(Numerical taxonomy)是指用數(shù)值方法根據(jù)其性狀狀態(tài)將分類單位歸類成類元，用統(tǒng)計(jì)學(xué)或其他數(shù)學(xué)方法從數(shù)據(jù)引出種系發(fā)生的推論。數(shù)量分類學(xué)使數(shù)學(xué)理論借助電子計(jì)算機(jī)技術(shù)解決分類學(xué)問(wèn)題，把一門描述性的分類學(xué)提高到定量水平上，為這門古老的學(xué)科發(fā)展開拓了新的前景。

　　數(shù)量分類學(xué)依據(jù)分類群的全面相似性進(jìn)行分類，分類的性狀愈多，愈全面，分類的結(jié)果愈好。每個(gè)性狀對(duì)建立自然分類群是同等重要的。任何二實(shí)體的全面相似性，是其所有形狀比較的相似性函數(shù)。不同的分類群能夠被各種性狀在被研究的有機(jī)物類群中相關(guān)的'差異加以區(qū)別。有關(guān)進(jìn)化途徑和進(jìn)化機(jī)制的某些假定，可以從組群的分類學(xué)結(jié)構(gòu)和性狀相關(guān)作出種系發(fā)生的推論。分類是以表征相似性為基礎(chǔ)的。

　　數(shù)量分類學(xué)的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)量分類學(xué)有綜合多種來(lái)源數(shù)據(jù)的能力，如形態(tài)學(xué)、化學(xué)、生態(tài)學(xué)等。大部分分類過(guò)程自動(dòng)化，效率高。以數(shù)值形式編碼的數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)綜合處理，能夠用于編制記述、檢索、目錄、地圖和其他文件。由于方法是定量的，能夠給出比常規(guī)方法更好的分類。由于要求使用更多、更好的描述性狀，能夠改善常規(guī)分類的質(zhì)量。

　　二、 植物分類的單位

　　將自然界數(shù)量繁多的植物種類按一定的分類等級(jí)進(jìn)行排列，并以此表示每一種植物的系統(tǒng)地位和歸屬，是植物分類的一項(xiàng)主要工作。常用的植物分類等級(jí)單位主要有：界、門、綱、目、科、屬、種，其中種是基本的分類單位，由親緣關(guān)系相近的種集合為屬，由相近的屬組合為科，如此類推。在每個(gè)等級(jí)單位內(nèi)，如果種類繁多，還可劃分更細(xì)的單位，如亞科、族、組、亞種、變種、變型等。每一種植物通過(guò)系統(tǒng)分類，既可以顯示出其在植物界的地位，也可表示出它與其它植物種的關(guān)系。

　　現(xiàn)以小麥為例，說(shuō)明它在植物分類上的各級(jí)單位：

　　界 植物界(Regnum vegetabile)

　　門 被子植物門(Angiospermae)

　　綱 單子葉植物綱(Monocotyledoneae)

　　亞綱 穎花亞綱(Glumiflorae)

　　目 禾本目(Graminales)

　　科 禾本科(Gramineae)

　　屬 小麥屬(Triticum)

　　種 小麥(Triticum aestivum L.)

　　種(species)。是分類學(xué)上的基本單位，是具有相同的形態(tài)學(xué)、生理學(xué)特征和一定自然分布區(qū)的生物群，種內(nèi)個(gè)體間能自然交配產(chǎn)生正常能育的后代，種間存在生殖隔離。種是客觀存在分類單位，它既有相對(duì)穩(wěn)定的形態(tài)特征，又是在進(jìn)化發(fā)展中。一個(gè)種通過(guò)遺傳、變異和自然選擇，可能發(fā)展成另一個(gè)新種。現(xiàn)在地球上眾多的物種就是由共同祖先逐漸演化而來(lái)的。

　　亞種(subspecies，subsp.)。種內(nèi)類群，是指同一種內(nèi)由于地域、生態(tài)或季節(jié)上的隔離而形成的個(gè)體群。

　　變種(variety，var.)。種內(nèi)的種型或個(gè)體變異，是指具有相同分布區(qū)的同一種植物，由于微生境不同而導(dǎo)致植物間具有可穩(wěn)定遺傳的一些細(xì)微差異。如瓠子〔Lagenaria siceraria var.hispida (Thunb.) Hara〕為葫蘆〔L.siceraria(Molina)Standl.〕的變種。

　　變型(form, f.)。是指分布沒(méi)有規(guī)律，僅有微小的形態(tài)學(xué)差異的相同物種的不同個(gè)體。如毛的有無(wú)，花的顏色等。

　　品種(cultivar, cv.)。不是植物分類學(xué)中的分類單位，而是屬于栽培學(xué)上的變異類型。通常把人類培育或發(fā)現(xiàn)的有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的變異(如大小、顏色、口感等)列為品種，實(shí)際上是栽培植物的變種或變型。

　　三、植物的命名法規(guī)

　　自然界種類繁多，每種植物都有其地方土名，這樣就出現(xiàn)了許多同物異名和同名異物現(xiàn)象，如土豆、洋芋、馬鈴薯指的是同一種植物;玉米、棒子、包谷、玉蜀黍也是同物異名，這些現(xiàn)象在植物名稱上造成極大的混亂。為了促進(jìn)全世界植物名稱的統(tǒng)一和穩(wěn)定，瑞典植物學(xué)家林奈(Carl Linnaeus)(1707-1778)創(chuàng)立了雙名法命名，后來(lái)于1867年國(guó)際植物學(xué)會(huì)上正式通過(guò)了德堪多(A.De candolle)提出的《國(guó)際植物命名法規(guī)》(Inter-national Code of Botanical Nomenclature，簡(jiǎn)稱 ICBN)，并以林奈(Linn.)1753年發(fā)表的《植物種志》(Species Plantarum)一書所載的植物全部用雙名法命名為起點(diǎn)，凡此書已經(jīng)命名的植物均為有效名。ICBN成為國(guó)際植物命名的法規(guī)準(zhǔn)則。

　　種的學(xué)名由拉丁文或拉丁化的屬名 + 種加詞 + 命名人縮寫構(gòu)成，這種命名方式稱為雙名法命名，如銀杏 Ginkgo biloba L. 等。屬名的第一個(gè)字母大寫，是名詞;種加詞一律小寫，為形容詞;命名人縮寫的第一個(gè)字母須大寫。

　　如果是亞種、變種或變型，命名時(shí)要在其種名后加上亞種(subspecies)、變種(variety)或變型(form)的縮寫(subsp.)、(var.)或(f.)，然后再加上亞種、變種或變型加詞，最后仍要有命名人的姓氏或其縮寫。如糯稻是稻的一個(gè)變種，其學(xué)名是：Oryza sativa L.var.glutinosa Matsum.。

　　植物被命名后經(jīng)后人研究認(rèn)為需要改變其分類位置或等級(jí)時(shí)，就必須進(jìn)行重新組合，更正后需將原命名人用括號(hào)保留在學(xué)名中，如射干Belamcanda chinensis (L.) DC.，是林奈1753年最先發(fā)表的，歸于Ixia屬，定名為Ixia chinensis L.，1807年De Candolle研究后認(rèn)為應(yīng)該歸于Belamcanda屬，所以更名為Belamcanda chinensis (L.) DC.，同時(shí)將原命名人林奈用括號(hào)保留在學(xué)名中。

　　每一種植物只能有一個(gè)合法學(xué)名，如果出現(xiàn)異名則寫于合法學(xué)名之后的括號(hào)內(nèi)或在其合法學(xué)名之后加Syn.，如Belamcanda chinsensis (L.) DC.(Ixia chinensis L.)或Belamcanda chinensis (L.)DC.Syn.Ixia chinensis L.

　　有些植物學(xué)名在命名人之后有ex再有另外一個(gè)命名人，如藏麻黃Ephedra saxatilis Florin ex Royle.，意為該種曾由Royle.研究過(guò)，但是沒(méi)有正式發(fā)表，后來(lái)由Florin正式發(fā)表。

　　如果某一植物是新種則在學(xué)名后加sp.nov.，如云南蘿芙木Rouwolfia yunnanensis Tsiang.sp.nov.。其他如新屬gen.nov.、新亞種ssp.nov.、新變種var.nov.、新變型f.nov.等。

　　模式標(biāo)本是新種發(fā)表的依據(jù)標(biāo)本，對(duì)于鑒別植物有重要作用，科中有模式屬，屬中有模式種。模式標(biāo)本共有7類：

　　(1)全模式標(biāo)本(正模式標(biāo)本、主模式標(biāo)本、模式標(biāo)本Holotype,Type)。用作新種的描述、命名和繪圖。

　　(2)同號(hào)模式標(biāo)本(Isotype)。與全模式為同一采集號(hào)標(biāo)本，只有一份為全模式標(biāo)本，其余為同號(hào)模式標(biāo)本。

　　(3)合用模式標(biāo)本(Syntype)。當(dāng)命名人未指定全模式標(biāo)本或指定了兩號(hào)以上的全模式標(biāo)本(如一號(hào)為雌株，另一號(hào)為雄株)時(shí)，凡是命名人所引用的標(biāo)本均稱為合用模式標(biāo)本。

　　(4)同舉模式標(biāo)本(Paratype)。在原描述中除全模式標(biāo)本外同時(shí)指出的標(biāo)本。

　　(5)選定模式標(biāo)本(Lectotype)。原描述中沒(méi)有肯定全模式標(biāo)本，以后學(xué)者在其原始材料中選用一號(hào)符合原始描述的標(biāo)本。

　　(6)原產(chǎn)地模式標(biāo)本(Topotype)。當(dāng)?shù)貌坏侥撤N植物的全模式標(biāo)本時(shí)，根據(jù)記載到其原產(chǎn)地采集的同種植物選出一份代替全模式標(biāo)本的標(biāo)本。

　　(7)新模式標(biāo)本(Neotype)。當(dāng)所有某種植物的原始標(biāo)本都喪失時(shí)重新選定的標(biāo)本。

　　四、植物檢索表及其應(yīng)用

　　植物檢索表是植物分類學(xué)中識(shí)別鑒定植物的鑰匙。檢索表的編制是根據(jù)法國(guó)人拉馬克(Lamarck，1744-1829)的二歧分類原則，將要編制的檢索表中需容納的所有植物，選用一對(duì)以上顯著不同的特征，分成兩類;然后又從每類中再找出相對(duì)的特征再區(qū)分為兩類;如此下去，直到所需要的分類單位(如科、屬、種等)出現(xiàn)。植物檢索表常用的表達(dá)方式有等距(定距)檢索表和平行(階梯)檢索表兩種。

　　(一)等距檢索表

　　等距檢索表是最常采用的一種，在這種檢索表中，將每一對(duì)相對(duì)的特征，編為同樣號(hào)碼，并列在書頁(yè)左邊同樣距離處，每一對(duì)相同的號(hào)碼在檢索表中只能使用一次，如此繼續(xù)下去，逐級(jí)向右錯(cuò)開，描寫行愈來(lái)愈短，直至追尋到科、屬或種為止。這種檢索表的優(yōu)點(diǎn)是每對(duì)相對(duì)性狀的特征都被排列在相同距離，一目了然，便于查找。不足之處是當(dāng)種類繁多時(shí)，左邊空白太大，浪費(fèi)篇幅。

　　現(xiàn)用小麥(Triticum aestivum L.)、玉米(Zea mays L.)、稻(Oryza sativa L.)、高粱(Sorghum vulgare Pers.)、大豆〔Glycine max (L.) Merr.〕、棉花(Gossypium hirsutum L.)、花生(Arachis hypogaea L.)、黃瓜(Cucumis sativus L.)、油菜(Brassica campestris L.)、蘿卜(Raphanns sativus L.)等10種作物編制成一個(gè)分種定距檢索表，以說(shuō)明其編制方法及格式：

　　1.葉由葉片、葉柄或托葉組成;網(wǎng)狀葉脈;直根系

　　2.單葉

　　3.花兩性;上位子房;角果或蒴果

　　4.四強(qiáng)雄蕊;角果

　　5.花黃色;果熟后開裂…………………………………………………油菜

　　5.花淡紅色或紫色;果熟后不開裂;具肉質(zhì)直根……………………蘿卜

　　4.單體雄蕊;蒴果 …………………………………………………………棉花

　　3.花單性;下位子房;瓠果 …………………………………………………………黃瓜

　　2.復(fù)葉

　　6.羽狀三出復(fù)葉;莢果熟后開裂…………………………………………………大豆

　　6.偶數(shù)羽狀復(fù)葉;莢果熟后不開裂………………………………………………花生

　　1.葉由葉片和葉鞘組成;平行葉脈;須根系

　　7.一年生高大草本，莖桿高2m以上;節(jié)間實(shí)心

　　8.花兩性;圓錐花序頂生……………………………………………………………高粱

　　8.花單性，雌雄同株;雄花序圓錐狀頂生，雌花序肉穗狀腋生…………………玉米

　　7.一或二年生草本，莖桿高一般在1m以下;節(jié)間中空

　　9.圓錐花序，小穗有柄;雄蕊6個(gè) ……………………………………………………稻

　　9.穗狀花序直立，頂生，小穗無(wú)柄;雄蕊3個(gè) ……………………………………小麥

　　(二)平行檢索表

　　平行檢索表是把每一對(duì)相對(duì)特征的描述并列在相鄰的兩行里，便于比較。在每一行后面或?yàn)橐恢参锩�稱，或?yàn)橐粩?shù)字。如為數(shù)字，則另起一行重寫，與另一對(duì)相對(duì)性狀平行排列，如此直至終止。這種檢索表的優(yōu)點(diǎn)是排列整齊、節(jié)省篇幅，缺點(diǎn)是不如定距檢索表那么一目了然。還以上述10種植物說(shuō)明。

　　1.葉由葉片、葉柄或托葉組成;網(wǎng)狀葉脈;直根系………………………………………2

　　1.葉由葉片和葉鞘組成;平行葉脈;須根系………………………………………………7

　　2.單葉…………………………………………………………………………………………3

　　2.復(fù)葉…………………………………………………………………………………………6

　　3.花兩性;上位子房;角果或蒴果…………………………………………………………4

　　3.花單性;下位子房;瓠果………………………………………………………………黃瓜

　　4.四強(qiáng)雄蕊;角果……………………………………………………………………………5

　　4.單體雄蕊;蒴果…………………………………………………………………………棉花

　　5.花黃色;果熟后開裂……………………………………………………………………油菜

　　5.花淡紅色或紫色;果熟后不開裂;具肉質(zhì)直根………………………………………蘿卜

　　6.羽狀三出復(fù)葉;莢果熟后開裂…………………………………………………………大豆

　　6.偶數(shù)羽狀復(fù)葉;莢果熟后不開裂………………………………………………………花生

　　7.一年生高大草本，莖桿高2m以上;節(jié)間實(shí)心…………………………………………8

　　7.一或二年生草本，莖桿高一般在1m以下;節(jié)間中空…………………………………9

　　8.花兩性;圓錐花序頂生…………………………………………………………………高粱

　　8.花單性，雌雄同株;雄花序圓錐狀頂生，雌花序肉穗狀腋生………………………玉米

　　9.圓錐花序，小穗有柄;雄蕊6個(gè)…………………………………………………………稻

　　9.穗狀花序直立，頂生，小穗無(wú)柄;雄蕊3個(gè)……………………………………………小麥

　　常用的檢索表有分科、分屬和分種檢索表，可以分別檢索出植物的科、屬、種。要正確檢索一種植物，首先要有完整的檢索表資料。其次，要掌握檢索對(duì)象的詳細(xì)形態(tài)特征，并能正確理解檢索表中使用的各項(xiàng)專用術(shù)語(yǔ)的涵義，如稍有差錯(cuò)、含混，就難以找到正確的答案，因此，在檢索過(guò)程中，須要十分細(xì)心，并要有足夠的耐心。

　　檢索一個(gè)新的植物種類，即使對(duì)一個(gè)較有經(jīng)驗(yàn)的工作者來(lái)說(shuō)，也常會(huì)經(jīng)過(guò)反復(fù)和曲折因此，檢索的過(guò)程也是學(xué)習(xí)、掌握分類學(xué)知識(shí)的過(guò)程。