八种Phyllanthus L. sect. Phyllanthus(叶下珠科)植物地上营养器官的比较解剖学研究

时间:2026年1月18日
来源:Flora

编辑推荐:

Phyllanthus sect. Phyllanthus leaf and stem anatomical study reveals diagnostic characters for species delimitation and environmental adaptation patterns.摘要

广告
   X   

作者名单:Alícia Marques Torres、Igor Soares dos Santos、Sarah Maria Athiê-Souza、Marcos José da Silva
研究机构:巴西圣保罗州立大学(Unesp)生物科学研究所植物学系植物生物学研究生项目,地址:Botucatu, São Paulo (SP), 18618–689

摘要

Phyllanthus属的Phyllanthus组包含17个在形态上高度一致但在分类学上具有挑战性的物种,这些物种具有重要的药用价值,是进行微观形态学研究的理想对象。在本研究中,我们分析了该组中8个物种的叶片和茎部解剖结构,旨在识别有助于准确区分物种的特征,或反映其栖息地环境条件的特征。此外,我们还基于59个宏观和微观形态特征进行了相似性分析。研究结果表明,这些物种在茎部特征(如翅的存在与否、毛状体的数量、皮层的层次结构、髓细胞的增厚与否)以及叶片特征(如表皮细胞的轮廓、气孔的排列类型、乳突的存在与否、中脉的轮廓、叶柄和中脉中的厚角组织、纤维和/或石细胞的存在与否、维管束的数量、皮层层的比例和分布、栅栏组织和海绵组织的分布以及叶缘的形状和组成)等方面存在差异。其他特征似乎与水分限制、光线反射和扩散(如角质层和细胞壁的厚度、毛状体、乳突)、机械支撑(如纤维、石细胞)、光合作用效率(如两面气孔叶片)、能量储存(如淀粉颗粒)以及抵御食草动物和渗透调节(如毛状体、晶体颗粒)等环境适应性有关。相似性分析揭示了两个在形态上较为接近的组,这与先前的系统发育研究结果部分一致。这些发现扩展了我们对这些物种的解剖学认识,并为未来关于Phyllanthus属的药理学、分类学、系统发育学和生态学研究奠定了基础。

引言

Phyllanthus L.是一个单系属,包含5个亚属、29个组以及大约220个物种,分布于整个美洲地区(Bouman等人,2022年;Torres和Silva,2025年)。巴西是该属的主要多样性中心,发现了约100个物种,尤其是在大西洋森林和塞拉多地区(Torres和Silva,2022年,2023a年)。该属的特点是植株呈草本或灌木状,花为单被花,雄花具有分泌花蜜的盘状结构(通常分节),雌花的花被完整,且没有退化雌蕊;种子具有装饰性(Webster,1956年;Bouman等人,2022年)。 尽管具有这些诊断特征,Phyllanthus属的分类学仍然较为复杂,因为其物种具有微小的花朵以及重叠的营养繁殖形态(Webster,1956年;Bouman等人,2022年)。这些因素导致一些学者将某些物种视为需要细分的次级分类单元(如变种、亚种和形态类型),例如P. niruri L.和P. caroliniensis Walter(Webster,1955年,1956年,1957年)。这些植物在民间医学中被广泛用于治疗肾脏疾病(如肾结石和/或胆结石)、呼吸系统疾病(如哮喘、支气管感染)和胃肠道疾病(如肠道感染、痢疾),以及糖尿病、疱疹、黄疸和淋病。它们也被用于传统医学中,作为抗癌、抗炎和抗病毒药物,包括对抗乙型肝炎和HIV(Calixto等人,1998年;Notka等人,2003年;Levy等人,2004年;Harish和Shivanandappa,2006年)。 Phyllanthus属的Phyllanthus组包含草本或亚灌木状物种,具有叶状分枝模式、不对称的叶片、五基数花、自由雄蕊以及通常具有疣状的种子(Torres和Silva,2025年),是该属中分类学上最复杂的组之一。该组包括P. niruri(该属中最复杂的物种,容易与其他物种混淆),以及其他难以区分的物种,如P. rosellus(Müll. Arg.)Müll. Arg.、P. longipedicellatus M.J. Silva和P. carvalhoi G.L. Webster。该组包含17个物种(参见Torres和Silva,2025年),其中大部分为大西洋森林的特有物种(Torres和Silva,2024年,2025年),P. niruri原产于美洲,但也被引入到尼日利亚、印度和中国等地(参见Girach等人,1994年;Leão等人,2017年;Bouman等人,2022年),而P. rosellusP. sincorensis G.L. Webster则分布于塞拉多地区,后者为特有物种(Torres和Silva,2024年,2025年)。 关于Phyllanthus属的叶片解剖学研究(例如Webster,1956年;Garcia等人,2004年;Yenny等人,2016年;Silva等人,2022年;Torres和Silva,2023年)和/或茎部解剖学研究(Webster,1956年;Santiago等人,2008年;Torres和Silva,2023b)仅针对14个物种进行,这些研究有助于区分不同物种,并为新物种的鉴定提供了依据(例如Torres和Silva,2023b)。此外,它们还可以辅助该属的系统发育重建,揭示潜在的共有衍征,作为系统发育信号,或反映环境选择压力。 我们描述了PhyllanthusPhyllanthus组中8个物种的叶片和茎部解剖结构,目的是:i) 支持该组内物种的区分,特别是那些具有药用价值且形态相似的物种;ii) 确定可能属于该组的典型解剖特征;iii) 探讨所识别的解剖特征是否反映了物种的栖息地环境,或这些特征是否具有保守性;iv) 扩展对Phyllanthus属和Phyllanthaceae科的解剖学认识;v) 识别对其分类学有用的特征。

实验方法

植物材料的采集与处理

植物材料的采集工作在大西洋森林和塞拉多地区进行(见表1),遵循Mori等人(1989年)的建议。采集时,选取了成年植株完全展开的叶片及其节间部分,并将其固定在FAA 70%(冰醋酸、甲醛和70%乙醇,1:1:18,v/v)溶液中48小时,随后保存在70%乙醇中。

表皮

研究物种的茎部横截面呈圆形(图2、3 a、d、g、j)。在P. carvalhoi中发现了两种不同大小的翅状突起(图2 a)。表皮为单层结构,由大小不一的普通细胞组成,表面覆盖着一层薄角质层(图2、3 b、e、h、k),细胞呈圆形、矩形或椭圆形,周壁和背壁略微增厚。部分表皮细胞呈倒卵形或卵形。

分类学特征

在观察到的解剖特征中,我们发现大多数叶片特征(如单层表皮、弯曲的细胞壁、副胞和异形气孔、背腹异面的叶肉组织、双凸或平凸的中脉、厚角组织和纤维的存在以及侧生维管束)以及茎部特征(如圆形横截面、翅和毛状体的存在、由薄壁组织构成的皮层、胶质纤维和束状纤维)在该组中普遍存在。

结论

本研究首次专门针对Phyllanthus属的Phyllanthus组进行了解剖学研究,揭示了一组此前未被注意到的诊断性解剖特征。研究结果表明,茎部和叶片的解剖结构为物种分类提供了可靠的依据,有助于明确该组内物种的区分。此外,研究还提供了新的微观形态学见解,展示了某些特征的诊断价值。
作者贡献
AMT负责收集、鉴定和处理植物材料,进行实验室分析和数据收集,并撰写了论文。ISS参与了实验室分析和数据收集。AMT、ISS、SMAS和MJS参与了论文的撰写、理论基础构建、数据解释和批判性分析。MJS监督了实验室工作的执行以及论文的撰写。
未引用的参考文献
Metcalfe和Chalk,1979年;Metcalfe和Chalk,1983年;Torres和Silva,2023b年
CRediT作者贡献声明
Alícia Marques Torres: 负责撰写初稿、资源准备、方法论设计、研究计划制定、资金申请、数据分析、数据管理及概念框架构建。 Igor Soares dos Santos: 负责修订和编辑、软件应用、方法论设计、数据分析。 Sarah Maria Athiê-Souza: 负责修订和编辑、监督工作、资金申请。 Marcos José da Silva: 负责修订和编辑、结果可视化、验证工作、项目管理、方法论设计及概念框架构建。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有