菖蒲科

菖蒲科(拉丁学名:Acoraceae),是离瓣花亚纲菖蒲目下的一个科,仅含1属(菖蒲属),共4种。菖蒲科植物分布于亚洲和北美洲的温带、亚热带地区,中国各地均有分布,多生于沼泽湿地或水中。

菖蒲科是多年生常绿草本根状茎匍匐,肉质。叶2列互生,呈箭形,基部叶鞘相互套折。肉穗花序圆锥形或鼠尾状,花被片6。子房倒圆锥状长圆形,与花被片等长。浆果长圆形,红色,2-3室。种子长圆形。菖蒲科植物喜光,稍耐阴,喜温热,亦耐低温。其繁殖方式分有性繁殖和无性繁殖两种。

菖蒲科植物有芳香油细胞,其芳香物质由精油细胞分泌。该科物种的染色体倍性存在差异,金钱蒲为二倍体,菖蒲为四倍体。菖蒲科下的物种菖蒲全株有毒,但根状茎可以入药,具有药用价值,端午节民俗中常用于悬门玉貔貅。在单子叶植物进化早期,菖蒲科物种已表现出诸多独特基因组特征,涉及花发育与子叶进化、维管形成层与次生木质部发育、湿地环境适应性等方面,为单子叶植物的起源、进化和多样化提供了基本的解释。

植物学史

在传统的植物分类系统中,菖蒲属都归于天南星科。但是植物学家越研究越发现这个属十分独特。比如,天南星科像绝大多数被子植物门一样,在生殖过程中有“双受精”现象,花粉中的精细胞一分为二,一个和卵细胞融合成为受精卵,将来发育成种子的胚;另一个和极核融合成为受精极核,将来一般发育成种子中的胚乳。而菖蒲属却没有这种双受精现象。

被子植物的另一个特征是有导管,就是由许多管形死细胞首尾对接组成的长管,可以高效率传输水分。菖蒲属植物却没有这种典型的导管,只有一种形态特殊的管胞,虽然也是管形的死细胞,首尾长长地对接起来,但每个管胞两端还有残存的细胞壁,就像在水管里隔一段就塞进一张铁丝网一样,多少会影响水分的传输。像这样没有典型导管的植物,在被子植物门里也是少见的。

菖蒲属在化学成分上和天南星科也不一样。天南星科植物没有芳香油细胞,但菖蒲属植物却有精油细胞,它的芳香物质就是由精油细胞分泌的,主要成分是β-古芸烯和细辛脑,其中没有一种是天南星科植物能合成的。

从20世纪80年代开始,植物分类学界越来越多的学者支持把菖蒲属从天南星科中分出来,独立成菖蒲科。分子研究表明,菖蒲科实际上是单子叶植物里面最古老的分支,也就是说,它很早就和其他单子叶植物分道扬镳、独立演化了,因此才演化出如此独特的形态和生理性状。

分类

菖蒲科含1属4种,该属为菖蒲属(Acorus),4个物种分别为菖蒲(Acorus calamus L.)、金钱蒲(Acorus gramineus Aiton)、真菖蒲(Acorus verus(L.)Raf.)与北美菖蒲(Acorus americanus(Raf.)Raf.)。

形态特征

菖蒲科是多年生常绿草本根状茎匍匐,肉质。叶2列互生,呈箭形,基部叶鞘相互套折。佛焰苞大部分与花序柄合生,叶状,箭形,直立,宿存;花序梗长,全部贴生佛焰苞鞘,黑三棱形;肉穗花序圆锥形或鼠尾状,花密,自下而上开放;花两性;花被片6,拱形,靠合,近平截,外轮3片;雄蕊6,花丝线形,与花被片等长,花药短,药室长圆状椭圆形,近对生,超出药隔;子房倒圆锥状长圆形,与花被片等长,顶端近平截,2-3室,每室胚珠多数,直生,着生于室顶,下垂,近纺锤形,近珠孔处的外珠被被覆毛状体,珠孔内陷,花柱极短,柱头小。浆果长圆形,顶端近圆锥状,红色,藏于宿存花被之下,2-3室。种子长圆形,外种皮肉质,长于内种皮,内种皮薄,具小尖头,具外胚乳和丰富的胚乳。

分布范围

菖蒲科分布于亚洲和北美洲的温带、亚热带地区;欧洲新几内亚岛和北美洲部分地区有引种或归化。中国均产,其中东北地区产1种,且该种在中国各省区均有分布。

栖息环境

菖蒲科植物多生于沼泽湿地或水中。

生活习性

菖蒲科植物喜光,稍耐阴,喜温热,亦耐低温。

栽培繁殖

有性和无性繁殖均可。有性繁殖可于当年成熟浆果采收后,淘洗出种子随即播种,翌年春发芽;苗床需平整,并保持湿润,经间苗、施肥后,待幼苗长至20厘米以上时,再移植分栽至大田。无性繁殖全年均可进行,以早春为好。早春可将母株根状茎挖出,用利刃截成每段含2-3个节的小段,用根状茎分栽,株行距以25厘米×25厘米为宜。

移植法。生长旺季及高温期移植时,可修剪去部分叶片,以加快恢复速度,提高成活率。

主要植物

菖蒲

菖蒲,学名Acorus calamus L.,别名:臭蒲子、白菖蒲、水菖蒲、白菖。多年生草本,根状茎粗壮,直径5-10毫米。叶片剑形,长70-150厘米,宽1-3厘米,中脉明显,基部叶鞘套折。花序柄黑三棱形,短于叶片;佛焰苞叶状,长30-40厘米,宽0.5-1厘米;肉穗花序锥状圆柱形,长4.5-8厘米,宽0.6-1.2厘米;花两性,花被片顶端平截而内卷,黄绿色;雄蕊6,花丝扁平,约等长于花被,花药淡黄色,稍伸出花被;子房顶端圆锥状,花柱短。浆果长圆形,红色。花期6-9月。

菖蒲分布于中国各地,生于水边、沼泽湿地或湖泊,常有栽培;广布于全球温带亚热带地区,生长海拔可达2800米。

金钱蒲

金钱蒲,学名Acorus gramineus Aiton。别名:石菖蒲、钱蒲、九节菖蒲。植株高20-30cm。根状茎细,直径4-6(-8)毫米。叶基呈对折状,叶片质地较厚,绿色,线形,长20-30厘米,宽不足6毫米,先端长渐尖,无中脉,平行脉多数。花序柄长2.5-9(-15)厘米;叶状佛焰苞短,长3-9厘米,宽3-5毫米。果序直径达1厘米;果黄绿色。花期5-6月,果期7-8月。

金钱蒲分布于华东、华南、华中地区、西北、西南及台湾,生于水旁湿地或石上,各地常栽培,生长海拔在2600米以下。也分布于朝鲜日本俄罗斯西伯利亚地区)、印度菲律宾及东南亚地区。

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