薯蕷科

薯蕷科

薯蕷科( Dioscoreaceae) 屬被子植物門單子葉植物綱百合目(統),在植物分類中是一個小科,有9屬650種,廣布於全球熱帶、亞熱帶和暖溫帶地區,尤以美洲熱帶地區種類最多,間斷分布於世界各地。我國有1屬(薯蕷屬)60種, 主產西南、東南各省及香港、台灣地區,西北和北部分布較少。薯蕷科雖然在植物分類中是一個小科。但是該科植物中能提取合成激素。薯蕷皂素是重要的醫藥原料,有“ 醫藥黃金” 之稱,還能提取重要的化工原料———龍膠。

基本介紹

  • 中文名:薯蕷科
  • 拼音:shǔ yù kē
  • 學名:Dioscoreaceae R. Br. (1810)
  • :植物界
  • 亞界:綠色植物亞界
  • 總門:輪藻總門
  • :木賊門(有胚植物門)
  • 亞門:木賊亞門(維管植物亞門)
  • 木蘭綱(被子植物綱)
  • 亞綱百合亞綱
  • 超目:露兜樹超目
  • 薯蕷目
  • :薯蕷科
  • 分布區域:浙江,福建,台灣
起源時間,形態特徵,下級分類,經濟用途,

起源時間

根據文獻記載, 保存下來的最早的薯益科植物化石為發現於始新世地層中的 Dioscoeralyelil Fritel ,這說明至 少在白堊紀末 , 該屬就已存在, 因此其起源時間就可能追溯到更早的時期。根據大陸漂移說 , 二迭紀時地球上只有 一個聯合古陸, 只是自三迭紀起該大陸開始分裂,至白堊紀末各大陸基本分開; 又加上各大陸之間 (尤其是亞洲與美洲之間、非洲與美洲之間) 幾乎沒有共同種類( 除黃獨D.bulbifear L.等個別廣布種之外) , 因而該科植物的起源應遠在聯合古陸分裂之前。 此外, 該科一些植物具單溝花粉粒、具與毛食類植物相同生源的甾體化合物、具有與馬兜鈴科中的一些植物(如Asarum) 相同類型的篩分子質體、具雙子葉植物類型的葉片等都說明了該科的原始古老性, 它們的祖先很可能在被子植物發生過程中很早就已出現了, 並可能與 現代雙子葉植物中比較原始的類群( 如馬兜鈴目等) 存在一定的關係。

形態特徵

中文名:薯蕷科
薯蕷科
拉丁名:Dioscoreaceae
纏繞草質或木質藤本,少數為矮小草本。地下部分為根狀莖或塊莖,形狀多樣。莖左旋或右旋,有毛或無毛,有刺或無刺。葉互生,有時中部以上對生,單葉掌狀複葉,單葉常為心形或卵形、橢圓形,掌狀複葉的小葉常為披針形或卵圓形,基出脈3-9,側脈網狀;葉柄扭轉,有時基部有關節。花單性或兩性,雌雄異株,很少同株。花單生、簇生或排列成穗狀、總狀或圓錐花序;雄花花被片(或花被裂片)6,2輪排列,基部合生或離生;雄蕊6枚,有時其中3枚退化,花絲著生於花被的基部或花托上;退化子房有或無。雌花花被片和雄花相似;退化雄蕊3-6枚或無;子房下位,3室,每室通常有胚珠2,少數屬多數,胚珠著生於中軸胎座上,花柱3,分離。果實為蒴果、漿果或翅果,蒴果三棱形,每棱翅狀,成熟後頂端開裂;種子有翅或無翅,有胚乳,胚細小。
本科的模式屬:薯蕷屬 Dioscorea L.
本科約有9屬650 種,廣布於全球的熱帶和溫帶地區,尤以美洲熱帶地區種類較多。我國只有薯蕷屬 Dioscorea L. 約有60種。

下級分類

薯蕷屬
Dioscorea L.
纏繞藤本。地下有根狀莖或塊莖,其形狀、顏色、入土的深度、化學成分因種類而不同。單葉或掌狀複葉,互生,有時中部以上對生,基出脈3-9,側脈網狀。葉腋內有珠芽(或叫零餘子)或無。花單性,雌雄異株,很少同株。雄花有雄蕊6枚,有時其中3枚退化;雌花有退化雄蕊3-6 枚或無。蒴果三棱形,每棱翅狀,成熟後頂端開裂;種子有膜質翅。細胞染色體基數為10,因種類不同染色體有四、六、八、十倍體。花粉粒的形態基本上可分為二種類型,根狀莖組為單溝型,而其他各組為雙溝型。
本屬的模式種:薯蕷 Dioscorea sativa L.
本屬約600多種,廣布於熱帶及溫帶地區;我國約有49種,主產西南和東南部,西北和北部較少。
Dioscorea banzhuana Pei et C. T. Ting
纏繞草質藤本。根狀莖橫生,圓柱形,彎曲,不規則分枝,外皮深褐色,粗糙,乾後有深皺紋。莖左旋,光滑無毛。單葉互生,葉片薄膜質,兩面光滑無毛,莖基部葉為掌狀裂葉,長8-13厘米,寬7-15厘米,基部深心形,邊緣不等大小的3-5裂,裂片頂端通常鈍圓,葉柄基部通常有刺;頂端葉片為卵狀披針形,基部廣心形,截形或圓形,邊緣全緣或微波狀。花單性,雌雄異株。雄花有梗,長約2毫米,單生或2-4朵聚成小傘狀,再組成總狀花序,花序分枝又呈圓錐花序;雄花通常不全部發育,花被長約2毫米,呈漏斗狀,頂端6裂,裂片卵圓形,花開時不平展;雄蕊 6枚,著生於花被管基部,花葯個字形著生。雌花序與雄花序相似。蒴果三棱形,每棱翅狀,近半圓形,長1.5-1.8厘米,寬0.8-1.2厘米;種子通常每室2枚,著生於每室中軸中部,成熟後四周有薄膜狀翅。花期8-10月,果期9-12月。
產雲南蒙自。常生於海拔1550米左右的山坡稀疏喬灌木林中。模式標本采自雲南蒙自芷村。
Dioscorea lineari-cordata Prain et Burkill
纏繞草質藤本。塊莖長圓柱形,垂直生長,外皮乾時淡土黃色或棕黃色,斷面白色。莖較細纖,無毛,右旋。單葉,在莖下部的互生,中部以上的對生;葉片紙質,線狀披針形至披針形或線形,長5-15厘米,寬0.8-2.5厘米,頂端漸尖,基部圓形、微心形至心形,有時箭形,兩面無毛,背面常有白粉,基出脈5-7。葉腋內有珠芽。雄花序為穗狀花序,長2-5厘米,2至數個或單個著生於葉腋;雄花的外輪花被片為卵狀寬橢圓形或寬卵形,長約2毫米,頂端鈍,內輪為倒卵狀橢圓形,稍小而薄;雄蕊6。雌花序為穗狀花序,單生於葉腋;雌花的外輪花被片為寬卵形,長約1毫米,內輪為倒卵形,較小;有退化雄蕊。蒴果不反折,三棱狀扁圓形,長1.5-2厘米,寬2-3厘米;種子著生於每室中軸中部,四周有膜質翅。花期6月,果期7月。
產湖南、廣東、廣西東部。生於海拔400-750米的山坡灌叢或疏林中。模式標本采自廣西梧州。
Sect. Combilium Prain et Burkill
產東南亞和馬來西亞,廣泛栽培,也有野生的。
塊莖供食用。
Sect. Enantiophyllum Uline
單葉,全緣,對生或互生。雄花序為穗狀花序,單生或簇生於葉腋,或排列呈圓錐狀;雄花小,無柄,單生;花被片離生,內凹;雄蕊6,少數3,花葯內向。雌花序為穗狀花序,單一或分枝,1-3個著生於葉腋。蒴果不反折。細胞染色體基數x=10 (2n=40、60、80、100、120)。花粉粒扁球形,兩端平截,雙溝,外壁網狀紋飾。除薯莨的塊莖富含鞣質外,其餘各種均含粘液質,尿囊素、膽鹼、精氨酸、澱粉酶、蛋白質、脂肪、澱粉。
主要分布於非洲和亞洲熱帶;我國約有14種、5變種,分布於黃河以南,尤以華南及西南地區種類較多。
塊莖主要供食用或提取栲膠。
Sect. Lasiophyton Uline
掌狀複葉,具3-9小葉。雄花序穗狀或總狀,有時再排列成圓錐狀;雄花通常3枚發育雄蕊與3枚不發育雄蕊互生,有時6枚雄蕊全部不發育或大部分不發育。雌花序穗狀,1-3個著生於葉腋。蒴果反折。細胞染色體基部x=10(2n=40)。花粉粒為雙溝型。塊莖不含甾體皂苷元。
約21種,分布於歐亞大陸;我國約有8種、1變種,多分布於熱帶與亞熱帶地區。
Sect. Opsophyton Uline
塊莖一年生,單生或二個著生,亞洲種類通常塊莖頂端不延長,非洲的通常延長呈柄狀。野生的有毒,栽培後毒性減少。莖無毛,少數有多細胞的指狀毛或單細胞毛。單葉互生,心形。雄花序穗狀或總狀,簇生或排列成圓錐狀;雄花花被片離生。蒴果反折下垂,種子著生於中軸胎座頂部,種翅向基部延伸。細胞染色體基部x=10(2n=80)。 約5-6種,分布於東半球,我國有以下1種。
Sect. Shannicorea Prain et Burkill
單葉互生,心形,紙質。雄花數朵組成小聚傘花序,再排列成穗狀花序;花杯狀、鐘狀或碟形;雄蕊6,著生在花被管喉部或花被裂片基部,花葯背著,內向。雌花排列成穗狀花序。蒴果反折下垂,長大於寬,少數叢生在短果序軸上,不下垂。細胞染色體基數x=10(2n=20、40、60 )。花粉粒扁球形,兩端平截,雙溝,外壁網狀紋飾。
塊莖含粘液質、尿囊素、膽鹼、精氨酸、澱粉酶、蛋白質、脂肪、澱粉。
約有8種,分布於緬甸、寮國、泰國、越南和我國;我國約有7種、1變種,分布於西南。
Sect. Stenophora Uline
單葉,少數具複葉;葉片常為心形。雄花序為總狀或穗狀花序,有時再排成圓錐花序,通常在花序基部由2-4朵花集成小傘,中部以上多數為單花。細胞染色體基數x=10(2n=20,40)。花粉粒為一單溝型。根狀莖含甾體皂苷元。
歐亞大陸約有25種;我國是該組的分布中心,約有17種、1亞種、2變種。

經濟用途

薯蕷科植物具有多種經濟用途, 特別是薯蕷屬含有多種甾體皂素配基, 是合成激素藥用的重要原料。此外, 還有澱粉食用及釀酒等用途。薯蕷皂素又名薯蕷皂甙元,或稱地奧配基, 一種白色微黃結晶粉末,是合成激素的重要中間體, 有抗感染、抗過敏、抗病毒、抗休克的重要藥理作用,是治療風濕心血管腦炎和搶救危重病人的重要藥物。
1943年研究證明, 薯蕷皂素是合成甾體激素的藥物原料, 從此薯蕷植物的開發利用在世界迅速發展。我國植物學工作者於1957年開始對薯蕷資源進行調查研究和開發利用。貴州省是薯蕷屬資源分布的重要地區, 總計有25種1變種,全國所產薯蕷中,共有17種1亞種2變種含有薯蕷皂素, 尤其是柴黃姜 、 穿龍薯蕷、黃山藥和盾葉薯蕷, 是提取合成激素的重要基始原料, 是加工合成的雙烯沃氏氯化物等中間體原料藥物, 如黃體酮布地奈德甲基睪丸素環丙孕酮、 米司酮和去氧表雄酮等系列產品, 用途極其廣泛, 是世界僅次於抗生素的第二大類藥物, 稱為“ 醫藥黃金”。在我國西南貴州發現多種野生薯蕷資源, 計有25種1變種。“我國開始成功提取薯蕷皂素, 從而打破了西方的壟斷。20世紀80-90年代我國一躍而為世界首產國, 並壟斷出口。薯蕷屬很多種的根莖可供食用和藥用。山藥是主要食用種類, 其藥用可補脾養胃、 生津益肺、 補腎澀精, 主治脾虛少食, 泄瀉便溏、 久瀉不止、 肺虛咳嗽、 腎虛遺精和虛熱消渴等;毛膠薯蕷和粘山藥主產雲貴及寮國、 緬甸和泰國,塊莖含薯蕷膠可作粘合劑, 是供制牙膏膠的重要原料(稱龍膠)。薯莨塊莖用作染料, 廣東稱為荔枝綢、 香雲紗的織物, 薯榔塊莖也用為染料, 日本的黑褐色大鳥紬衫即此種染成; 南非產的象腳薯蕷塊莖供可食用, 由於莖基部寬而龐大, 可供觀賞, 在我國有的地方稱作龜甲龍; 歐薯蕷是習見於籬笆上的攀援的植物, 有細長扭絞的綠莖, 光亮的心形葉,供栽培爬籬笆牆用, 塊莖含有洋括摟素。

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