植物分类概述
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植物分类概述
一、植物分类学的概念和任务
植物分类学是植物学中主要研 究整个植物界不同类群的起源、亲 缘关系以及进化发展规律的一门科 学，也就是把极其繁杂的各种各样 植物进行鉴定、分群归类、命名并 按系统排列起来，以便于认识、研 究和利用的科学。
人为分类系统 （Artificial system）
另外，matK、trnL等基因也有应用。
wk.baidu.com
五、学习植物分类学的目的 六、学习植物分类学的方法
• 木兰科：白兰、含笑 • 桑 科：菠萝蜜、榕、无花果 • 蔷薇科：苹果、玫瑰 • 葡萄科：葡萄 • 旋花科：牵牛 • 葫芦科：黄瓜
植物分类的单位（等级）
界（Kingdom） 门（Division） 纲（Class） 目（Order） 科（Family） 属（Genus） 种（Species）
种是生物分类的基本单位。 它是具有一定的自然分布区和一 定的生理、形态特征的生物类群。 同一种中的各个体具有相同的遗 传性状，彼此杂交可以产生后代， 但与另一个种的个体杂交，一般 不能产生后代。种是生物进化与 自然选择的产物。
怀庆地黄 Rhamannia glutinosa Libosch. f.
hueichingensis (Chao et Schin) Hsiao • 组合
轮 叶 沙 参 Adenopora tetraphylla (Thunb.)
Fisch.
• 归并 益母草 Leonurus japonicus Houtt.
在一个或多个染色体基因位点上，有利于发现、扩增、克隆和 测序。这些重复单位经历一致进化，可对nrDNA PCR产物直接 测序，不同居群样本的序列也基本一致。ITS区序列短，具有 长度保守性（ITS1:187~298bp，ITS2:187~252bp）和核苷酸序 列的高度变异性（每个区成对序列趋异百分率在4~10%），而 且在两个间隔区的两侧都有高度保守的序列存在，使得这一区 段即使是对标本材料也易被扩增并测序。由于ITS有利的特性， 使得它被植物学家广泛应用于属及以下分类阶元的系统发育研 究，结果显示同属不同种间的ITS序列有显著差异。
在分类学中的应用的植物化学特征有： l. 直接可见到的物质，包括淀粉粒和针晶体 (raphides)。 2．植物本身的产物，即植物碱、黄酮类和 萜烯类等。
3．蛋白质的血清鉴定和电泳。
应用范例：人参属的化学分类
数量分类学
数量分类学用数量的方法来评价有机体类群间 的相似性，并根据相似性值把某些类群归成更高阶 层的分类群(Taxa)。它以表型特征为基础，利用有 机体大量性状(包括形态学的、细胞学的和生物化 学等的各种性状)、数据，按一定的数学模型 (Model)，应用电子计算机运算得出的结果，从而 作出有机体的定量比较。
它不仅运用的性状数量多，运算速度快，而且 没有偏见，比较客观，这是以往分类学家难以做到 的。经过这种处理所得到的分类群之间的关系，不 是凭经验的判断，而是凭大量的性状并可验证的， 因为这个关系是用一定的精确标准计算得来的。
由其派生出分支分类学等。
分子系统学
随着分子生物学的发展，分子证据，主要是一些基因序列， 逐渐应用于分类学研究。
植物界的分门
孢子植物 （隐花植物）
种子植物 （显花植物）
蓝藻门
裸藻门
绿藻门
轮藻门 金藻门
藻类植物
甲藻门
红藻门 褐藻门 细菌门
低等植物 （无胚植物）
粘菌门 菌类植物
真菌门
地衣门
苔藓植物门
蕨类植物门 颈卵器植物 高等植物 裸子植物门 维管植物 （有胚植物） 被子植物门
三、植物的命名
• 同物异名 • 同名异物
在属、种级水平，常用的序列是核核糖体DNA (nrDNA)的 转录间隔区（Internal Transcribed Spacer, ITS）。它可示意为 18s rDNA – ITS1– 5.8s rDNA – ITS2 – 28s rDNA。此结构在植 物核基因组中是高度重复的，千万个拷贝以串联重复方式出现
• 种以下单位 ➢ 亚种 用ssp. 表示
大麻 Cannabis sativa L. ssp. indica (Lam.)
Small. et Cronq. ➢ 变种 用var.表示
蒙古黄芪 Astragalus membranaceus (Fisch.)
Bge. var. monghlicus (Bge.) Hsiao ➢ 变型 用f.表示
例：人参 Panax ginseng
一个完整的学名，除属名和种加 词之外，在最后还应加上命名人姓 名的缩写。
例：人参 Panax ginseng C. A. Mey 杏 Prunus armenica L.
• 1867年，德堪多(A. P. Decandono) 等拟定出《国际植物命名法规则》 (International Code of Botanical Nomenclature)。
L. artemisia (Lour.) S. Y. Hu
L. heterophyllus Sweet. • 共同发表
化香树 Platycarya strobilacea Sieb. et
Zucc. • 依据发表
太子参 Pseudostellaria heterophylla
(Miq.) Pax ex Pax et Hoffm.
• 林奈在《植物种志》采取的生殖器官 分类系统也是人为分类系统。
自然分类系统 （Natural system）
利用现代自然科学的先进手段， 从比较形态学、比较解剖学、古生 物学、植物生态学、植物化学、细 胞学和分子生物学等不同的角度进 行研究，所建立的能够反映出植物 界自然演化过程和彼此间亲缘关系 的分类系统。
四、植物分类学进展
细胞分类学
通过研究染色体各个方面的 资料来研究生物的变异规律，以 探讨各种生物之间的关系和起源。 细胞学资料包括染色体的数目、 染色体的形态和组型分析。
应用范例：芍药属系统地位 的确定
化学分类学
利用化学的特征，研究植物体变异的规律， 提示物种在分子水平止所反映出来的特有现象， 从而探索各种植物之间的关系和起源。
仅就植物形态、习性、用 途上的不同进行分类，往往用 一个或少数几个性状作为分类 依据，而不考虑植物彼此间在 演化上的亲疏关系。
• 李时珍所编《本草纲目》将所收集的 一千多种植物分成草、谷、菜、果和木 等五部, 包括山草、芳草等三十类；
• 吴其濬在其《植物名实图考》中将植 物分为谷、蔬、山草、隰草、石草、水 草、蔓草、芳草、毒草、群芳、果和木 等十二类。
植物的科学名称——学名
• 十八世纪中叶以前曾采用过多 名法。
• 1690年，来维努斯提出给植物 命名不得多于2个字的建议。 • 1753年，瑞典分类学大师林奈 (Carolus Linnaeus) 在 《 植 物 种 志》中采用了双名法。
林奈
(1707~1778)
每一种植物的种名，都由2个 拉丁字或拉丁化形式的字构成； 前面1个字为属名，代表该植物所 从属的分类单位，词首字母大写； 第 2 个 字 为 种 加 词 （ specific epithet），词首字母小写；均用 斜体。
一、植物分类学的概念和任务
植物分类学是植物学中主要研 究整个植物界不同类群的起源、亲 缘关系以及进化发展规律的一门科 学，也就是把极其繁杂的各种各样 植物进行鉴定、分群归类、命名并 按系统排列起来，以便于认识、研 究和利用的科学。
人为分类系统 （Artificial system）
另外，matK、trnL等基因也有应用。
wk.baidu.com
五、学习植物分类学的目的 六、学习植物分类学的方法
• 木兰科：白兰、含笑 • 桑 科：菠萝蜜、榕、无花果 • 蔷薇科：苹果、玫瑰 • 葡萄科：葡萄 • 旋花科：牵牛 • 葫芦科：黄瓜
植物分类的单位（等级）
界（Kingdom） 门（Division） 纲（Class） 目（Order） 科（Family） 属（Genus） 种（Species）
种是生物分类的基本单位。 它是具有一定的自然分布区和一 定的生理、形态特征的生物类群。 同一种中的各个体具有相同的遗 传性状，彼此杂交可以产生后代， 但与另一个种的个体杂交，一般 不能产生后代。种是生物进化与 自然选择的产物。
怀庆地黄 Rhamannia glutinosa Libosch. f.
hueichingensis (Chao et Schin) Hsiao • 组合
轮 叶 沙 参 Adenopora tetraphylla (Thunb.)
Fisch.
• 归并 益母草 Leonurus japonicus Houtt.
在一个或多个染色体基因位点上，有利于发现、扩增、克隆和 测序。这些重复单位经历一致进化，可对nrDNA PCR产物直接 测序，不同居群样本的序列也基本一致。ITS区序列短，具有 长度保守性（ITS1:187~298bp，ITS2:187~252bp）和核苷酸序 列的高度变异性（每个区成对序列趋异百分率在4~10%），而 且在两个间隔区的两侧都有高度保守的序列存在，使得这一区 段即使是对标本材料也易被扩增并测序。由于ITS有利的特性， 使得它被植物学家广泛应用于属及以下分类阶元的系统发育研 究，结果显示同属不同种间的ITS序列有显著差异。
在分类学中的应用的植物化学特征有： l. 直接可见到的物质，包括淀粉粒和针晶体 (raphides)。 2．植物本身的产物，即植物碱、黄酮类和 萜烯类等。
3．蛋白质的血清鉴定和电泳。
应用范例：人参属的化学分类
数量分类学
数量分类学用数量的方法来评价有机体类群间 的相似性，并根据相似性值把某些类群归成更高阶 层的分类群(Taxa)。它以表型特征为基础，利用有 机体大量性状(包括形态学的、细胞学的和生物化 学等的各种性状)、数据，按一定的数学模型 (Model)，应用电子计算机运算得出的结果，从而 作出有机体的定量比较。
它不仅运用的性状数量多，运算速度快，而且 没有偏见，比较客观，这是以往分类学家难以做到 的。经过这种处理所得到的分类群之间的关系，不 是凭经验的判断，而是凭大量的性状并可验证的， 因为这个关系是用一定的精确标准计算得来的。
由其派生出分支分类学等。
分子系统学
随着分子生物学的发展，分子证据，主要是一些基因序列， 逐渐应用于分类学研究。
植物界的分门
孢子植物 （隐花植物）
种子植物 （显花植物）
蓝藻门
裸藻门
绿藻门
轮藻门 金藻门
藻类植物
甲藻门
红藻门 褐藻门 细菌门
低等植物 （无胚植物）
粘菌门 菌类植物
真菌门
地衣门
苔藓植物门
蕨类植物门 颈卵器植物 高等植物 裸子植物门 维管植物 （有胚植物） 被子植物门
三、植物的命名
• 同物异名 • 同名异物
在属、种级水平，常用的序列是核核糖体DNA (nrDNA)的 转录间隔区（Internal Transcribed Spacer, ITS）。它可示意为 18s rDNA – ITS1– 5.8s rDNA – ITS2 – 28s rDNA。此结构在植 物核基因组中是高度重复的，千万个拷贝以串联重复方式出现
• 种以下单位 ➢ 亚种 用ssp. 表示
大麻 Cannabis sativa L. ssp. indica (Lam.)
Small. et Cronq. ➢ 变种 用var.表示
蒙古黄芪 Astragalus membranaceus (Fisch.)
Bge. var. monghlicus (Bge.) Hsiao ➢ 变型 用f.表示
例：人参 Panax ginseng
一个完整的学名，除属名和种加 词之外，在最后还应加上命名人姓 名的缩写。
例：人参 Panax ginseng C. A. Mey 杏 Prunus armenica L.
• 1867年，德堪多(A. P. Decandono) 等拟定出《国际植物命名法规则》 (International Code of Botanical Nomenclature)。
L. artemisia (Lour.) S. Y. Hu
L. heterophyllus Sweet. • 共同发表
化香树 Platycarya strobilacea Sieb. et
Zucc. • 依据发表
太子参 Pseudostellaria heterophylla
(Miq.) Pax ex Pax et Hoffm.
• 林奈在《植物种志》采取的生殖器官 分类系统也是人为分类系统。
自然分类系统 （Natural system）
利用现代自然科学的先进手段， 从比较形态学、比较解剖学、古生 物学、植物生态学、植物化学、细 胞学和分子生物学等不同的角度进 行研究，所建立的能够反映出植物 界自然演化过程和彼此间亲缘关系 的分类系统。
四、植物分类学进展
细胞分类学
通过研究染色体各个方面的 资料来研究生物的变异规律，以 探讨各种生物之间的关系和起源。 细胞学资料包括染色体的数目、 染色体的形态和组型分析。
应用范例：芍药属系统地位 的确定
化学分类学
利用化学的特征，研究植物体变异的规律， 提示物种在分子水平止所反映出来的特有现象， 从而探索各种植物之间的关系和起源。
仅就植物形态、习性、用 途上的不同进行分类，往往用 一个或少数几个性状作为分类 依据，而不考虑植物彼此间在 演化上的亲疏关系。
• 李时珍所编《本草纲目》将所收集的 一千多种植物分成草、谷、菜、果和木 等五部, 包括山草、芳草等三十类；
• 吴其濬在其《植物名实图考》中将植 物分为谷、蔬、山草、隰草、石草、水 草、蔓草、芳草、毒草、群芳、果和木 等十二类。
植物的科学名称——学名
• 十八世纪中叶以前曾采用过多 名法。
• 1690年，来维努斯提出给植物 命名不得多于2个字的建议。 • 1753年，瑞典分类学大师林奈 (Carolus Linnaeus) 在 《 植 物 种 志》中采用了双名法。
林奈
(1707~1778)
每一种植物的种名，都由2个 拉丁字或拉丁化形式的字构成； 前面1个字为属名，代表该植物所 从属的分类单位，词首字母大写； 第 2 个 字 为 种 加 词 （ specific epithet），词首字母小写；均用 斜体。