鳞盖蕨属（Microlepia C. Presl）是碗蕨科（Dennstaedtiaceae）下一个属，有33~90种，主要分布在亚洲大陆热带、亚热带地区，中国是该属植物的地理分布中心（秦仁昌，1959；牟善杰，2010；Yan et al.，2013）。

鳞盖蕨属是目前为数不多的分类困难较大的类群之一。分子系统学证明鳞盖蕨属是碗蕨科中的一个单系类群（Wolf，1995；Smith et al.，2006；PPG I，2016）。然而，该属植物形态变异大，属下种的分类困难，分歧大。用于该属植物分类的主要形态性状有羽片的回数、末回裂片的宽度、羽片的质地、囊群盖的形态及其毛被的多少等。一些性状受环境影响变异较大，加上平行进化、趋同进化、杂交和网状进化的原因，致使用于分类性状的同源性及标准较难把握，从而导致分类结果争议较大。例如，《中国植物志》记载该属植物有57 种（不含变种）（秦仁昌，1959）；牟善杰（2010）归并了大量种，认为该属植物全世界仅有33种，中国产16种；Flora of China也归并了大量种，并发现了一些可疑杂种，初步承认24种 5 存疑种（Yan et al.，2013）。王莹（2016）基于四个叶绿体基因构建的系统发育树的研究结果初步表明该属植物可分为31个单系支，同时推测一些种之间可能存在杂交起源及网状进化，还可能存在一些隐性杂交种，并发现鳞盖蕨属属内支持率较高的 5 个主要分支与叶片的回数有一定的关联；罗俊杰等（2018）基于孢子形态和分子证据认为鳞盖蕨属植物只有27个物种得到了单系支持，并提出鳞盖蕨属可能存在杂交现象。

叶表皮微形态如叶表皮细胞形态、角质层特征、气孔器特征等是植物所具有的稳定性状，对植物种的分类及种间关系的研究具有一定参考价值（Cotthem，1970；Kurata &Nakaike，1979；Wilkinson，1979；吴兆洪和秦仁昌，1991；Baranova，1992；Wang et al.，2012；Wang et al.，2020；Li，2022）。目前，有关鳞盖蕨属叶表皮微形态研究的报道很少，Kurata和Nakaike（1979）在光学显微镜下观察了 6 种鳞盖蕨属植物的气孔形态，认为不同物种间差异明显且具有分类学意义。本研究通过光学显微镜和扫描电子显微镜进行观察，并对国产18种鳞盖蕨属植物的叶表皮细胞形态、表皮毛多少、角质层类型、气孔器类型及特征等微形态进行系统比较研究，结合形态学、孢粉学和分子系统学探讨鳞盖蕨属植物的叶表皮微形态分化及其物种的鉴定与分类、一些分类群的归并、叶表皮微形态特征与叶片回数的关联以及属内可能存在的自然杂交种等问题，以期为该属分类及属内种间关系的进一步研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

研究材料主要按《中国植物志》的分类（秦仁昌，1959）采集，材料均取自野生，材料来源如表1所示，凭证标本存放于广西师范大学标本馆中。

1.2 方法

1.2.1 叶表皮微形态光学显微镜观察

用毛刷将叶片清洗干净，去除叶片上、下表面的杂质后，将材料放到5% 的氢氧化钠溶液中离析10~24 h；待叶肉组织和上、下表皮可以分离时，先去除5% 的氢氧化钠溶液，再用水洗净，放至盛有水的培养皿中；撕下叶表皮，先去除离析的叶肉组织，再用1% 的番红染色3~5 min；水洗，常规制片后在Olympus BX51-DP70数码光学显微镜下观察、拍照。气孔器的分类和命名采用Dilcher（1974）和Fryns-Claessens（1973）所提出的依据成熟保卫细胞与副卫细胞的排列方式的名称。

1.2.2 叶表皮微形态电子显微镜观察

选取成熟叶片，先用毛刷清洗干净，再在离叶脉中部相同位置各取2 mm × 2 mm左右的样品；先放入盛有95% 酒精的烧杯中震荡清洗，再用100% 酒精脱水，待酒精挥发后，按一定顺序将叶片粘在样品台的双面胶上；真空镀膜后在Quanta200FDG型场发射扫描电镜下观察。

2 结果与分析

从表2、表3及图版Ⅰ-Ⅴ可以看出，18种鳞盖蕨属植物叶上、下表皮的脉上都有针状毛，叶上、下表皮细胞的形态为不规则形，垂周壁波状至深波状；气孔分布在叶的下表皮，一般沿着叶的长轴方向分布；气孔器有极细胞型、共环极细胞型、腋下细胞型、聚腋下细胞型、不等细胞型和不规则四细胞型；叶表面角质膜多数脊状凸起，具丝状纹饰；气孔外拱盖多数凹陷，有颗粒；气孔外拱盖内缘多数浅波；保卫细胞两极多数有 “ T ” 加厚。叶表皮微形态特征的相似性表明鳞盖蕨属是一个自然类群。

18种鳞盖蕨属植物叶上、下表皮脉上均被毛，但叶上、下表皮脉间上的被毛有较大区别。毛叶边缘鳞盖蕨（图版Ⅱ: 3，4）和针毛鳞盖蕨（图版Ⅴ: 4）上、下表皮的脉上和脉间均被有长（通常大于5个细胞）而密的毛，光叶鳞盖蕨上、下表皮的脉间上少毛或不被毛，其余种脉间毛稀疏比较短（通常小于4个细胞）；华南鳞盖蕨和热带鳞盖蕨在外形上很相似，但华南鳞盖蕨脉间少毛、热带鳞盖蕨脉间有较多短毛（图版Ⅴ: 13，14）。多数类群在不同居群成熟个体上毛的稀疏和长短比较稳定，表明这些可以作为种的鉴别特征；而边缘鳞盖蕨不同居群成熟个体毛的变异比较大，有的脉间少毛（图版Ⅰ: 8），有的脉间有较多的短毛（图版Ⅰ: 9），有的脉间有较多的长毛（图版Ⅰ: 10），表明毛的特征不能作为边缘鳞盖蕨的鉴别特征。由于边缘鳞盖蕨不同居群个体叶片出现一回羽状至二回羽裂或二回羽状，其上、下表皮脉间有的无毛或少毛、有的有较多短毛、有的有较多长毛；而光叶鳞盖蕨为脉间少毛甚至无毛、二羽边缘鳞盖蕨脉间少毛、毛叶边缘鳞盖蕨脉间多毛，其叶片为一回羽状至二回羽裂。因此，光叶鳞盖蕨、毛叶边缘鳞盖蕨和二羽边缘鳞盖蕨与边缘鳞盖蕨亲缘关系较近，不宜独立成种。

注： +++ 表示较多； ++ 表示较少； + 表示个别出现。

Note： +++ means more； ++ means less； + means individual.

图版 Ⅰ鳞盖蕨属植物的叶表皮微形态特征

Plate Ⅰ Leaf epidermis micromorphology characters of Microlepia

图版 Ⅱ 鳞盖蕨属植物的叶表皮微形态特征

Plate Ⅱ Leaf epidermis micromorphology characters of Microlepia

图版 Ⅲ 鳞盖蕨属植物的叶表皮微形态特征

Plate Ⅲ Leaf epidermis micromorphology characters of Microlepia

图版 Ⅳ 鳞盖蕨属植物的叶表皮微形态特征

Plate Ⅳ Leaf epidermis micromorphology characters of Microlepia

图版 Ⅴ 鳞盖蕨属植物的叶表皮微形态特征

Plate Ⅴ Leaf epidermis micromorphology characters of Microlepia

18种鳞盖蕨属植物的气孔器类型主要是极细胞型和腋下细胞型，共环极细胞型、聚腋下细胞型、不等细胞型和不规则四细胞型只在少数种出现且数量很少。边缘鳞盖蕨、光叶鳞盖蕨、毛叶边缘鳞盖蕨、二回边缘鳞盖蕨、岭南鳞盖蕨、克氏鳞盖蕨、华南鳞盖蕨和热带鳞盖蕨不仅有极细胞型和腋下细胞型，还同时具有不等细胞型，从气孔器类型来看，这几个种亲缘关系较近。

从扫描电镜观察的叶上表皮角质膜特征来看，虎克鳞盖蕨的叶片为一回羽状复叶，其叶上表皮角质膜具脊状凸起，无丝状纹饰（图版Ⅰ：3）；西南鳞盖蕨、华南鳞盖蕨、针毛鳞盖蕨、斜方鳞盖蕨和热带鳞盖蕨的叶片为三至四回羽状复叶，其叶上表皮角质膜具脊状凸起和稀疏丝状纹饰（图版Ⅳ：13，图版Ⅴ：1、5、9、15）；其余种的叶片为一至二回羽状复叶，其叶上表皮角质膜具脊状凸起和较多的丝状纹饰；叶片的回数与叶上表皮角质膜的丝状纹饰特征有一定的关联。

3 讨论与结论

虎克鳞盖蕨是鳞盖蕨属内形态独特的种，其叶片为一回羽状复叶，先端长尾状，具顶生羽片，基部羽片上侧呈三角形尖耳状，孢子囊群沿叶边呈整齐状排列，其染色体基数x=39，与鳞盖蕨属其他类群的染色体基数x=42、43、44不一样（Nakato &Ebihara，2011）；王莹（2016）基于四个叶绿体基因构建的系统发育树表明虎克鳞盖蕨单独为一支。罗俊杰等（2018）基于孢子周壁外层纹饰为独特的丝状纹饰及分子系统学证据支持虎克鳞盖蕨在属内孤立的位置。本研究对叶表皮微形态的研究结果发现，虎克鳞盖蕨叶上表皮角质膜与其他种有明显区别，并且特征独特，支持虎克鳞盖蕨在属内其位置孤立的观点。

边缘鳞盖蕨在叶片形态如羽片分裂的深浅以及毛被多少等方面的变异很大，其与毛叶边缘鳞盖蕨、二回边缘鳞盖蕨和光叶鳞盖蕨等的分类一直有争议。秦仁昌（1959）承认二回边缘鳞盖蕨和光叶鳞盖蕨作为独立种，而毛叶边缘鳞盖蕨为变种；牟善杰（2010）将光叶鳞盖蕨看成是边缘鳞盖蕨的光叶变种；Flora of China将毛叶边缘鳞盖蕨、二回边缘鳞盖蕨和光叶鳞盖蕨等处理为边缘鳞盖蕨的变种。基于分子系统学研究的证据发现，边缘鳞盖蕨、毛叶边缘鳞盖蕨、二回边缘鳞盖蕨和光叶鳞盖蕨组成一支，不支持它们作为独立种（王莹等，2016；罗俊杰等，2018）。结合本研究中叶表皮微形态被毛、气孔器和角质膜纹饰特征的结果发现，它们的亲缘关系比较近，支持光叶鳞盖蕨、毛叶边缘鳞盖蕨、二回边缘鳞盖蕨处理为边缘鳞盖蕨的变种。这些类群在基因组上没有明显差异，外部形态的差异主要是因生态环境而引起的。

王莹（2016）基于四个叶绿体基因构建的系统发育树表明，鳞盖蕨属属内支持率较高的 5 个主要分支与叶片的回数有一定的关联，如虎克鳞盖蕨单独为一支；一至二回羽状且以二回羽状为主的如边缘鳞盖蕨、金果鳞盖蕨、粗毛鳞盖蕨等组成一支；羽片三至四回羽状的如华南鳞盖蕨、热带鳞盖蕨等组成一支。从扫描电镜观察的叶上表皮角质膜纹饰特征来看，叶片的回数与叶上表皮角质膜的丝状纹饰特征有一定的关联；叶片回数与角质膜特征的相关性与分子系统学的观点相吻合。这说明叶片的回数和叶上表皮角质膜的纹饰特征具有重要的分类学价值。

根据前人的研究，与边缘鳞盖蕨杂交和起源有关的类群有毛叶边缘鳞盖蕨、光叶鳞盖蕨、二回边缘鳞盖蕨、羽叶鳞盖蕨、克氏鳞盖蕨、岭南鳞盖蕨、热带鳞盖蕨和华南鳞盖蕨，加上边缘鳞盖蕨本身共9个种或变种（牟善杰，2010；王莹，2016；罗俊杰等，2018）。目前，边缘鳞盖蕨被分为与之相关的5个变种（或种）（Yan et al.，2013）；羽叶鳞盖蕨被认为是边缘鳞盖蕨的变种，并且可能来自光叶鳞盖蕨与粗毛鳞盖蕨的杂交，克氏鳞盖蕨被处理为岭南鳞盖蕨的异名，并且依据形态特征认为其有可能起源热带鳞盖蕨和边缘鳞盖蕨或光叶鳞盖蕨的杂交（牟善杰，2010）。近年来，叶绿体 DNA分子系统学研究结果也推测克氏鳞盖蕨为杂交起源，并认为华南鳞盖蕨和边缘鳞盖蕨可能为其亲本（王莹，2016）。罗俊杰等（2018）基于分子系统学和孢粉学的研究结果推测岭南鳞盖蕨和克氏鳞盖蕨可能为边缘鳞盖蕨和华南鳞盖蕨的杂交产物。结合本研究中叶表皮微形态的结果发现，这9个种的亲缘关系较近，但没有叶表皮微形态证据支持它们之间存在杂交关系，它们之间的关系有待从细胞学、基因组学等方面进行进一步研究。

参考文献