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博碩士論文 etd-0828108-171442 詳細資訊
Title page for etd-0828108-171442
論文名稱
Title
台灣樟科楨楠屬植物系統分類之研究
A systematic study on the genus Machilus of Taiwan (Lauraceae)
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
193
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2008-07-31
繳交日期
Date of Submission
2008-08-28
關鍵字
Keywords
系統、楨楠屬、樟科、台灣
Systematics, Taiwan, Lauraceae, Machilus
統計
Statistics
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中文摘要
摘要
依據台灣植物誌記載楨楠屬植物約有100種,主要分布於東亞熱帶及亞熱帶地區。台灣原生之楨楠屬植物約有8種及1變種,包括小西氏楠、大葉楠、霧社楨楠、倒卵葉楠、大武楨楠、菲律賓楠、假長葉楠、紅楠、香楠等,至於日本楨楠分布日本、琉球、韓國,台灣到目前未見有原生者。除倒卵葉楠、大武楨楠、紅楠之外,由於有一些種類形態相當接近,產生鑑定上的困難,雖然經過許多學者的努力,還是有一些問題存在。要解決臺灣楨楠屬植物的分類問題必先徹底釐清日本楨楠、大葉楠、假長葉楠、霧社楨楠、香楠等五者的關係。
本研究以傳統形態分類為主,同時以化學主成份、DNA分子標記、同位酵素分析等做為輔助,以釐清親緣關係,進而完成本屬的分類處理。研究結果如下:
一、傳統形態分類研究: 可明顯區分日本楨楠、假長葉楠、大葉楠、香楠、霧社楨楠五個分類群。
二、葉部精油主成分研究:可明顯區分日本楨楠與假長葉楠、大葉楠;香楠與霧社楨楠可區別,但親緣接近。小西氏楠宜歸在楨楠屬。
三、DNA分子技術分析研究:利用與花部器官發育有關之AG1同源性基因內含子區域分析,發現日本楨楠與假長葉楠、大葉楠之間得以區分。
四、同位酵素分析研究: 同位酵素分析結果顯示日本楨楠、假長葉楠、大葉楠三個近緣種及霧社楨楠、香楠兩個近緣種得以區別。
綜合以上研究,證實台灣沒有天然分布的日本楨楠,假長葉楠不同於日本楨楠。而假長葉楠、大葉楠、香楠、霧社楨楠均為台灣特有且不同種的植物。或許是分化的時間不很長久,在基因的分化上還不是那麼明顯,因此很不容易由DNA分析出種間的差異。
確認台灣原生種楨楠屬植物8種及1變種及日本楨楠,各種均附有形態描述與分類處理及地理分布、生態、標本引證、手繪圖及模式標本影像等。
Abstract
Abstract
The genus Machilus comprises about 100 species. They are distributing over the tropics and the subtropical zone, mainly in Easten Asia. Eight species and one variety are native plants of Taiwan, including M.konishiiHayata, M. kusanoi Hayata, M. mushaensis Lu, M. obovatifolia (Hayata) Kaneh. et. Sasaki, M. obovatifolia var. taiwuensis Lu & Chen, M. philippinensis Merr., M. pseudolongifolia Hayata., M. thunbergii Siebold & Zucc. and M. zuhoensis Hayata. Machilus japonica Siebold & Zucc. is regarded to be native in Japan, Ryukyu and Korea, but not native to Taiwan. Due to the morphological similarities among several taxa, species identification was a difficult task in the past. Although many scholars have worked on this topic, there are still many unresolved issues left, especially the relationships among M. japonica, M. pseudolongifolia, M. kusanoi, M. zuihonensis and M. mushaensis.
This study aims to study Taiwan Machilus taxonomy with an emphasis on a detailed morphological study. In addition, essential oils, DNA sequences and isozymes were also studied. The results are list as follows:
1. Morphological taxonomy: Machilus japonica, M. pseudolongifolia., M. kusanoi, M. zuihonensis and M. mushaensis can be firmily classified into 5 taxa by morphologic characters.
2. Essential oils of leaves: The data of essential oils ca differentiate the closely related species, M. japonica, M. pseudolongifolia, M. kusanoi, M. zuihnensis and M. mushaensis from one another. The data also indicated that M. konishii is better placed in the genus Machilus than in the genus Nothophoebe.
3. DNA sequences: The sequences of the AG1 introns data clearly indicate that M. japonica is distinct from M. pseudolongifolia and M. kusanoi.
4. Isozymes: The data of isozyme analyses can distinctly distinguish the closely related species, M. japonica, M. pseudolongifolia and M. kusanoi. The data also can separate the closely related species, M. zuihonensis and M. mushaensis from each other.
With the above data, the author believes that there is no naturally distributed M. japonica in Taiwan and the name M. pseudolongifolia should be used. Machilus pseudolongifolia, M. kusanoi, M. zuihoensis and M. mushaensis are all endemic to Taiwan and are morphologically diistinct. However, the DNA sequences of tested marker genes analyzed indicated that genetically they are not well differentiated. The differences among the DNA sequences of these species were not significant could be due to the possibly relatively short divergent time.
Totally, eight indigenous species and one variety of the genus Machilus of Taiwan are recognized. For each species, a morphological description and classification treatment are provided; also included are geographical distribution, ecology, citation of exsiccatae, illustrations and images of type specimens etc.
目次 Table of Contents
目 錄
中文摘要 .i
英文摘要 ii
第一章 緒論 1
第一節 前言 1
第二節 楨楠屬之分類回顧 1
第三節 楨楠屬分類研究有爭議的問題 9
第二章 傳統形態分類之研究 12
第一節 前言 12
第二節 研究材料與方法 12
第三節 結果與討論 15
第四節 分類處理 35
第三章 化學精油分類之研究 91
第一節 前言 90
第二節 研究材料和方法 90
第三節 研究結果 93
第四節 研究討論 98
第五節 本章結語 101
第四章 DNA分子標記分類之研究 103
第一節 前言 103
第二節 研究材料與方法 104
第三節 實驗結果 109
第四節 本章結語 113
第五章 同位酵素分類之研究 118
第一節 前言 118
第二節 研究材料與方法 119
第三節 結果與討論 122
第四節 本章結語 127
第六章 綜合討論與結論 128
第一節 綜合討論 128
第二節 結論 132
引用文獻 133
附錄 140

表 次
表1-1臺灣楨楠屬學名之演變表 4
表1-2台灣楨楠屬植物的種類及分布 6
表2-1 楨楠屬莖部形態特徵表 16
表2-2 楨楠屬芽部形態特徵表 18
表2-3 楨楠屬葉部形態特徵表(一) 20
表2-4 楨楠屬葉部形態特徵表(二) 23
表2-5 楨楠屬花序形態特徵表 24
表2-6 楨楠屬花部形態特徵表 25
表2-7 楨楠屬果實形態特徵表 27
表2-8 氣孔數與氣孔SI值數值表 33
表2-9 氣孔數與氣孔SI值數值表之比較 33
表3-1 樟科楨楠屬精油分類樣本採集紀錄表 90
表3-2 樟科楨楠屬葉部精油之主要成份及其含量 97
表3-3 霧社楨楠與香楠精油分析比較表 99
表4-1 DNA研究樣本採集紀錄表 104
表4-2 以UBC812引子進行ISSR分析後之條帶分布表 112
表5-1 膠體緩衝液之成分表 119
表5-2 過氧化酵素成分表 120
表5-3 酯化酵素成分表 121
表5-4 天門冬氨酸轉胺酵素成分表 121
表5-5 酯化酵素(Esterase, EST)分析之Rf值 123
表5-6 過氧化酵素Peroxidase, PX分析之Rf值 126
表5-7 日本楨楠、大葉楠、假長葉楠等特有酵素條帶Rf值 127
表6-1日本楨楠、大葉楠、假長葉楠形態之比較 . 130
表6-2 香楠與霧社楨楠的形態差異 131

圖 次
圖2-1 大葉楠小苗 29
圖2-2 假長葉楠小苗 30
圖2-3 香楠小苗 31
圖2-4 霧社楨楠小苗 32
圖2-5 楨楠屬各植物皮孔相關照片 33
圖2-6 M. japonica 38
圖2-7 M. japonica Sieb. & Zucc. (Type, Leiden TI!) 39
圖2-8 M. konishii 42
圖2-9 M. konishii Hayata ( Holotype,Ti!) 43
圖2-10 The distribution of M. konishii in Taiwan 44
圖2-11 M. kusanoi 48
圖2-12 M. kusanoi Hayata (Lectotype, TI!) 49
圖2-13 The distribution of M. kusanoi in Taiwan 50
圖2-14 M. mushaensis 53
圖2-15 M. mushaensis Lu ( Holotype, Lu & Ou 30141,CHIA!) 54
圖2-16 The distribution of M. mushaensis in Taiwan 55
圖2-17 M. obovatifolia 58
圖2-18 M. obovatifolia (Holotype of Cinnamomum obovatifolium Hayata, TI!) 59
圖2-19 The distribution of M. obovatifolia in Taiwan 60
圖2-20 M. obovatifolia var. taiwuensis 63
圖2-21 M.obovatifolia var. taiwuensis ( Holotype, Lu 24264, TAIF!) 64
圖2-22 The distribution of M. obovatifolia var. taiwuensis in Taiwan 65
圖2-23 M. philippinensis 68
圖2-24 M. philippinensis Merr. (Isotype, MO photo!) 69
圖2-25 The distribution of M. philippinensis in Taiwan 70
圖2-26 M. pseudolongifolia 73
圖2-27 M. pseudolongifolia Hay. (Lectotype, TI!) 74
圖2-28 The distribution of M. pseudolongifolia in Taiwan 75
圖2-29 M. thunbergii 79
圖2-30 M. thunbergii Sieb. & Zucc. (Holotype, L photo!) 80
圖2-31 The distribution of M. thunbergii in Taiwan 81
圖2-32 M. zuihoensis 85
圖2-33 M. zuihoensis Hay. (Holotype, TI!) 86
圖2-34 The distribution of M. zuihoensis in Taiwan 87
圖2-35楨楠屬生態照 88
圖3-1 葉部化學精油分析流程圖 92
圖3-2 大葉楠(M. kusanoi)葉部精油之總離子質譜層析圖 93
圖3-3 假長葉楠(M. pseudolongifolia)葉部精油之總離子質譜層析 94
圖3-4 日本楨楠(M. japonica)葉部精油之總離子質譜層析圖(石垣島 94
圖3-5 霧社楨楠(M. mushaensis)葉部精油之總離子質譜層析圖 95
圖3-6 香楠(M. zuihoensis)葉部精油之總離子質譜層析圖 95
圖3-7 小西氏楠(M. kusanoi)葉部精油之總離子質譜層析圖 96
圖3-8 菲律賓楠(M. Philippines)之總離子質譜層析圖(豐山) 96
圖3-9 日本楨楠(M. japonica)葉部精油之總離子質譜層析圖 (沖繩) 97
圖4-1 以最高簡約法所建構的親源樹 115
圖4-2 以貝葉氏導出式分析所做出之親緣樹 116
圖4-3 以臨近相似法所做出之親緣樹 117
圖5-1 大葉楠、日本楨楠、假長葉楠酯化酵素(Esterase, EST)圖譜 122
圖5-2 日本楨楠、假長葉楠過氧化酵素(Peroxidase, PX)圖譜 124
圖5-3 日本楨楠、大葉楠過氧化酵素 (Peroxidase, PX) 圖譜 125

附 錄
附錄一:楨楠屬形態特徵原始統計資料 140
附錄二:葉綠體基因與非轉錄區片段紀錄 158
附錄三:楨楠屬異名模式標本 176
參考文獻 References
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