天門冬科葉表皮形態揭示新分類線索

113年08月11日

【本篇報導由生命科學系  趙建棣博士後研究員研究團隊提供】 　　這份研究詳細分析了天門冬科植物的葉表皮形態，並評估其於系統分類的重要性。本研究發現，葉表皮在科的位階上有不一致特徵，但是垂周壁和氣孔形態提供了不同族的分類證據，尤其是沿階草族和黃精族植物。在沿階草族中，麥門冬屬和沿階草屬具有相似的表皮形態，暗示它們之間存在著密切的關係，這也得到了相關研究的支持。黃精族的葉片表現出圓形和波浪狀的垂周壁。本研究還推測氣孔和棲地類型之間的關聯，儘管葉表皮特徵對於植物適應還需要進一步研究。   　　葉表皮為葉片表面的一層結構，具有保護植物葉片的功能，過去的研究顯示該結構的功能包括氣體交換、物理性保護以及調節水分散失等。葉表皮形態的豐富變化提供了生理學、生態學、分類學及親緣關係等研究的材料。天門冬科（Asparagaceae）為單子葉植物的一個大科，包括約118屬、3200種以上的植物，廣泛地分布於全世界各地，當然也包括臺灣。然而，有關臺灣天門冬科的葉表皮研究仍然相當有限，有鑑於此，本研究利用光學與掃描式電子顯微鏡，觀察臺灣原生天門冬科植物的葉表皮形態，並且評估其分類價值。  　　結果顯示，葉表皮形態雖然在科的層級上沒有一致性，然而在不同的族（tribe）內，可以發現葉表皮可提供不同的分類價值。例如在沿階草族（Ophiopogoneae）內，關係親近的麥門冬屬（Liriope）與沿階草屬（Ophiopogon）具有相似的葉表皮形態，而關係較遠的球子草屬（Peliosanthes）則具有差異較大的葉表皮形態，因此葉表皮形態或許也可反應類群間的親緣關係。同樣的現象也在黃精族（Polygonateae）內被發現，異黃精屬（Heteropolygonatum）與假寶鐸花屬（Disporopsis )具有類似的葉表皮形態，也印證其他學者由遺傳資料所得的結果。  　　然而，在龍血樹屬（Dracaena）中，與番仔林投（D. angustifolia）的葉表皮形態相似的種類，卻是親緣上差異甚遠的種類，但是研究團隊也發現，具有類似棲地的種類具有較相似的葉表皮形態，所以顯示在龍血樹屬中，葉表皮形態或許受到棲地的影響，而非與親緣相關。 　　本研究可以得知，葉表皮可提供天門冬科內一定的分類依據，然而不同的類群內的葉表皮變化，可能為棲地等不同因素影響下的結果。    原文出處：Chao, C.-T., Tzeng, H.-Y., & Tseng, Y.-H. (2022). Leaf epidermal morphology of Asparagaceae of Taiwan and its systematic significance. Microscopy Research and Technique, 85(6), 2162–2180. https://doi.org/10.1002/jemt.24074