植物分类学新方法ppt课件

1、13 13 植物分类学新方法植物分类学新方法 13.1 细胞分类学方法细胞分类学方法13.2 化学分类学方法化学分类学方法13.3 血清分类学血清分类学13.4 数值分类学方法数值分类学方法13.5 超微构造和微形状特征在被超微构造和微形状特征在被 子植物分类中的运用方法子植物分类中的运用方法13.6 限制性片段长度多态性限制性片段长度多态性RFLPs 在系统学研讨中的运用在系统学研讨中的运用13.1 13.1 细胞分类学方法细胞分类学方法13.1 13.1 细胞分类学方法细胞分类学方法 细胞分类学(cytotaxonmy)是利用细胞学特征进展生物分类的学科。又称细胞系统发育(cytophyl

2、ogeny)或核系统学(karyosystematics)。本质上仅基于染色体的数目、构造与行为的分析。所以有些学者又称其为染色体系统发育(chromosome phylogeny)或染色体分类(chromosomal taxonomy)。 细胞分类学在上世纪三十年代以后诞生。其方法主要是细胞分类学在上世纪三十年代以后诞生。其方法主要是研讨染色体数据，包括染色体数目、核型分析、染色体带研讨染色体数据，包括染色体数目、核型分析、染色体带型分析、染色体组分析等。目前，在许多动、植物分类任型分析、染色体组分析等。目前，在许多动、植物分类任务中，像形状学特征一样，染色体数据曾经成为分类的根务中，像形状

3、学特征一样，染色体数据曾经成为分类的根本数据，是现代综合分类的重要组成部分。本数据，是现代综合分类的重要组成部分。 教材中以葱属宽叶组植物细胞分类学研讨为例引见细胞教材中以葱属宽叶组植物细胞分类学研讨为例引见细胞分类学技术引自景望春、许介眉等，分类学技术引自景望春、许介眉等，1999，371：2034。13.2 13.2 化学分类学方法化学分类学方法13.2 13.2 化学分类学方法化学分类学方法 化学分类学，在高等植物中，普通是指利用次生代化学分类学，在高等植物中，普通是指利用次生代谢物来研讨植物系统学的一门分枝学科。谢物来研讨植物系统学的一门分枝学科。13.2 13.2 化学分类学方法化学

4、分类学方法 生物碱是最大的一类化合物，由于对各种生物碱在植生物碱是最大的一类化合物，由于对各种生物碱在植物体中的合成途径缺乏系统了解，因此目前几乎没有人物体中的合成途径缺乏系统了解，因此目前几乎没有人对存在于高等植物中的不同生物碱类型作系统上的比较。对存在于高等植物中的不同生物碱类型作系统上的比较。但苄基异喹啉类生物碱在生物合成上的一致性以及在植但苄基异喹啉类生物碱在生物合成上的一致性以及在植物中呈延续分布的形状，使得它们在被子植物中成为非物中呈延续分布的形状，使得它们在被子植物中成为非常有用的分类学目的。环烯醚萜类和甜菜拉因等生物碱常有用的分类学目的。环烯醚萜类和甜菜拉因等生物碱也是当前各系

5、统分类学家经常利用的重要目的。当然，也是当前各系统分类学家经常利用的重要目的。当然，糖、醇、酯、聚乙炔以及其它类型的生物碱也被证明是糖、醇、酯、聚乙炔以及其它类型的生物碱也被证明是分类学上值得参考的目的。分类学上值得参考的目的。 用植物化学方法来研讨分类，其主要对象是植物代谢用植物化学方法来研讨分类，其主要对象是植物代谢的次生成分中有限分布的一些化合物。所谓次生成分是指的次生成分中有限分布的一些化合物。所谓次生成分是指普通在根本代谢中积累起来，而无明显作用的，储存在活普通在根本代谢中积累起来，而无明显作用的，储存在活细胞或者像树脂管这类组织中的一类物质，常被称为细胞或者像树脂管这类组织中的一类

6、物质，常被称为“植植物代谢的副产物。用生物化学的方法来研讨植物分类，物代谢的副产物。用生物化学的方法来研讨植物分类，其对象主要是一些大分子化合物，如蛋白质、酶和核酸等。其对象主要是一些大分子化合物，如蛋白质、酶和核酸等。蛋白质分子中比较可变的部分，对于分类学和系统学更为蛋白质分子中比较可变的部分，对于分类学和系统学更为重要，由于他们的差别反映了突变型的变化。重要，由于他们的差别反映了突变型的变化。13.2 13.2 化学分类学方法化学分类学方法常用的方法包括：常用的方法包括：层析法层析法光谱法光谱法层析法层析法 纸层析：用层析纸点上所要分别的化合物，在一纸层析：用层析纸点上所要分别的化合物，在

7、一定的溶液下展开，使它的组成成分分布在各特定定的溶液下展开，使它的组成成分分布在各特定的位置，并用显色剂显色后进展察看丈量。这种的位置，并用显色剂显色后进展察看丈量。这种方法在测定一些水溶性的植化成分如糖和氨基方法在测定一些水溶性的植化成分如糖和氨基酸等时多采用。酸等时多采用。 薄层层析：把吸附剂放在一块干净的玻璃板上，薄层层析：把吸附剂放在一块干净的玻璃板上，散成一薄层，于是这块板就好像层析纸一样，经散成一薄层，于是这块板就好像层析纸一样，经过滴样、展开、显色就可得到不同的点子，显示过滴样、展开、显色就可得到不同的点子，显示它们不同的组成成分。它们不同的组成成分。 此外还有旋转薄层层析、气相

8、层析等方法。此外还有旋转薄层层析、气相层析等方法。光谱法光谱法 紫外吸收光谱：紫外吸收光谱常用的波长范围是紫外吸收光谱：紫外吸收光谱常用的波长范围是200400nm，在此范围内普通只需不饱和键的，在此范围内普通只需不饱和键的化合物才干表现出吸收光谱，所以只需具不饱和化合物才干表现出吸收光谱，所以只需具不饱和构造的的化合物才干产生紫外吸收光谱。紫外吸构造的的化合物才干产生紫外吸收光谱。紫外吸收光谱与分子中电子跃迁有关，由于分子构造的收光谱与分子中电子跃迁有关，由于分子构造的不同，电子跃迁所吸收的能量就有差别。因此，不同，电子跃迁所吸收的能量就有差别。因此，不同的化合物可以表现出不同的紫外吸收光谱

9、。不同的化合物可以表现出不同的紫外吸收光谱。 此外还包括红外吸收光谱法。此外还包括红外吸收光谱法。13.3 13.3 血清分类学血清分类学13.3 13.3 血清分类学血清分类学 植物血清分类学是利用血清学的方法和技术，对不同植物血清分类学是利用血清学的方法和技术，对不同有机体的特异性抗原分子进展比较研讨，以期处理系统有机体的特异性抗原分子进展比较研讨，以期处理系统学问题的一个分支学科。学问题的一个分支学科。 13.3 13.3 血清分类学血清分类学根本原理根本原理 利用植物蛋白质提取液作为抗原，刺激动物产利用植物蛋白质提取液作为抗原，刺激动物产生相应的抗血清抗体。经过研讨抗原抗体发生相应的抗

10、血清抗体。经过研讨抗原抗体发生沉淀反响的强弱来讨论植物的血清学关系。反生沉淀反响的强弱来讨论植物的血清学关系。反响的强弱可看作样品中蛋白质类似的程度，在某响的强弱可看作样品中蛋白质类似的程度，在某种程度上也反映了所比较植物之间的类似性。种程度上也反映了所比较植物之间的类似性。 13.3 13.3 血清分类学血清分类学 除用血清学方法来研讨蛋白质分类外，也有利用电除用血清学方法来研讨蛋白质分类外，也有利用电泳及氨基酸序列分析等方法对系统分类和物种生物学进泳及氨基酸序列分析等方法对系统分类和物种生物学进展研讨的。展研讨的。 教材中以伞形科前胡族阿魏亚族血清分类及亲缘关教材中以伞形科前胡族阿魏亚族血

11、清分类及亲缘关系的研讨为例，引见血清分类学技术。系的研讨为例，引见血清分类学技术。13.4 13.4 数值分类学方法数值分类学方法13.4 13.4 数值分类学方法数值分类学方法 19世纪世纪50年代，数量分类学的诞生把数学的方法和计算年代，数量分类学的诞生把数学的方法和计算机技术引入到植物分类学研讨中，从而使植物分类学的研机技术引入到植物分类学研讨中，从而使植物分类学的研讨从定性的、描画性的程度引向准确的、定量的程度。在讨从定性的、描画性的程度引向准确的、定量的程度。在实践运用中，数量分类学不仅可以有效的处理植物分类学实践运用中，数量分类学不仅可以有效的处理植物分类学问题，而且能运用于植物的

12、来源、演化研讨。问题，而且能运用于植物的来源、演化研讨。 把分类学的研讨从定性的描画提高到定量的综合分析，把分类学的研讨从定性的描画提高到定量的综合分析，对植物分类学的开展带来艰苦影响，广泛运用于植物分类对植物分类学的开展带来艰苦影响，广泛运用于植物分类中。中。13.4 13.4 数值分类学方法数值分类学方法 数值分类学是用数量的方法来评价有机体类群间的类数值分类学是用数量的方法来评价有机体类群间的类似性，并根据类似性值将某些类群归成更高阶层的分类群。似性，并根据类似性值将某些类群归成更高阶层的分类群。数值分类学是以表型特征为根底，利用有机体大量性状数值分类学是以表型特征为根底，利用有机体大量

13、性状包括形状学的、细胞学的和生物化学等的各种性状、包括形状学的、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，运用电子计算机运算得出的结数据，按一定的数学模型，运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。果，从而作出有机体的定量比较。 教材中以张春英等对教材中以张春英等对31个桃花近缘种及栽培种类进展个桃花近缘种及栽培种类进展的数值分类为例，引见数值分类方法的根本步骤。的数值分类为例，引见数值分类方法的根本步骤。13.5 13.5 超微构造和微形状特征在被子植超微构造和微形状特征在被子植物分类中的运用方法物分类中的运用方法 超微构造分类学是利用光学显微镜、电子显微超微构造

14、分类学是利用光学显微镜、电子显微镜、扫描电镜和透射电镜察看植物的微观特征，研镜、扫描电镜和透射电镜察看植物的微观特征，研讨对象为花粉、叶、果实和种子，提示一些新的性讨对象为花粉、叶、果实和种子，提示一些新的性状作为植物分类的根据的一个分支学科。微形状学状作为植物分类的根据的一个分支学科。微形状学特征分类法与超微构造分类法类似，所不同的是还特征分类法与超微构造分类法类似，所不同的是还可以利用解剖镜，甚至放大镜察看植物体的微形状可以利用解剖镜，甚至放大镜察看植物体的微形状特征。特征。 运用超微构造或微形状特征分析植物的系统演化，运用超微构造或微形状特征分析植物的系统演化，普通分为以下几个步骤：普通

15、分为以下几个步骤：1选择实验资料选择实验资料 选择能察看到微形状特征的最正确时期。花粉普通选择选择能察看到微形状特征的最正确时期。花粉普通选择花花 期，叶普通选择嫩叶。期，叶普通选择嫩叶。2实验资料制片以花粉和叶的制片为例实验资料制片以花粉和叶的制片为例 花粉制片方法花粉制片方法 叶制片方法叶制片方法3形状的察看形状的察看 不同科的同一器官的描画上有差别。不同科的同一器官的描画上有差别。 13.6 13.6 限制性片段长度多态性限制性片段长度多态性RFLPsRFLPs在系统学研讨中的运用在系统学研讨中的运用 随着分子生物学研讨任务的不断深化及生物技术的迅猛随着分子生物学研讨任务的不断深化及生物

16、技术的迅猛开展，几乎使生物学的各个分枝均在分子程度产生了交叉，开展，几乎使生物学的各个分枝均在分子程度产生了交叉，有了共同言语。有了共同言语。 众所周知，生物最根本的遗传物质是众所周知，生物最根本的遗传物质是DNA，生物中的任，生物中的任何遗传变化均可追溯到何遗传变化均可追溯到DNA程度上，虽然对程度上，虽然对DNA的分析也的分析也存在一定的局限性，但总的说来，还是较其它方法更能客观存在一定的局限性，但总的说来，还是较其它方法更能客观地反映不同生物的遗传物质的变化程度。地反映不同生物的遗传物质的变化程度。目前，从目前，从DNA程度上研讨植物的系统分类与物种进化的程度上研讨植物的系统分类与物种进

17、化的方法大致可分三种方法大致可分三种Hillis和和Moritz，1990： 第一、第一、DNADNA杂交法杂交法 第二、第二、DNA序列分析法第序列分析法第 第三、限制性长度片段多态分析法第三、限制性长度片段多态分析法DNADNA杂交法杂交法 原理原理 利用利用DNA双链之间的互补关系，将所得到的不双链之间的互补关系，将所得到的不同个体的单拷贝同个体的单拷贝DNA进展杂交，而后使杂交的进展杂交，而后使杂交的DNA双链解链，同源性高的杂合双链解链，同源性高的杂合DNA双链所需解双链所需解链温度高，反之，温度低。可以根据解链温度来链温度高，反之，温度低。可以根据解链温度来判别植物个体这间的同源性

18、，进而确定它们之间判别植物个体这间的同源性，进而确定它们之间的亲缘关系，为系统和进化的研讨提供资料。该的亲缘关系，为系统和进化的研讨提供资料。该方法只适宜单拷贝方法只适宜单拷贝DNA，且基因组大小差别会影，且基因组大小差别会影响结果的准确性。响结果的准确性。DNA序列分析法序列分析法 原理原理 经过经过DNA克隆，克隆，PCR扩增等方法获得目的扩增等方法获得目的DNA片段，然后进展片段，然后进展DNA序列测定，比较不同植物序列测定，比较不同植物类群之间的差别，获得较准确、全面的亲缘关系类群之间的差别，获得较准确、全面的亲缘关系信息。然而此法在技术和经费上要求高，很少有信息。然而此法在技术和经费上要求高，很少有实验室能接受。实验室能接受。限制性长度片