Relationships of Korean Euphorbia L.(Euphorbiaceae) based on pollen morphology

화분 형태에 의한 한국산 대극속(Euphorbia L., Euphorbiaceae) 식물의 분류학적 유연관계

  • 오병운 (충북대학교 생명과학부) ;
  • 김영수 (충북대학교 생명과학부) ;
  • 정규영 (안동대학교 생명자원과학부) ;
  • 김미경 (안동대학교 생명자원과학부) ;
  • 박기룡 (경남대학교 생명과학부) ;
  • 김주환 (대전대학교 생명과학부) ;
  • 박선주 (영남대학교 생명공학연구소)
  • Published : 2002.09.28

Abstract

Pollen morphology of 13 species of Korean Euphorbia was re-examined by means of LM and SEM. Taxonomic evaluation of palynological characters and relationships among taxa were also discussed based on the analysis of polar length, equatorial diameter, aperture size and exine thickness. Korean Euphorbia species were classified into three groups based on the mean size of polar length (P) and equatorial diameter (E) as follows:Group 1. sect. Tulocarpa and Tithymalus of subgenus Esula; $(P){\times}(E)=(54.88-67.17{\mu}m){\times}(44.30-64.75{\mu}m)$, Group 2. sect. Esula and Helioscpiae of subgenus Esula; $(P){\times}(E)=(39.98-47.24{\mu}m){\times}(36.07-38.83{\mu}m)$, Group 3. sect. Chamaesyce and Hypericifoliae of subgenus Chamaesyce; $(P){\times}(E)=(30.32-32.51{\mu}m){\times}(21.71-26.23{\mu}m)$. Various features of surface sculpturing were also grouped into 8 types by the characteristics of perporation size and distance of perporations as well as connection state of it. Pollen size and surface sculpturing were comparatively available in the levels of subgenus and section. Especially subgenus Chamaesyce was distinctly different from subgenus Esula by having compactly distributed perporations on exine surface as well as its small size of pollen grains. Because of the great variations in pollen size and the occurrence of various types of surface sculpturing according to the local poulations of each species, it was evaluated that they were unsuitable in classifying each species of Euphorbia. But such cases, that is, E. hylonoma being more familiar with E. ebracteolata than E. Pallasii, and E. pekinensis and E. fauriei as well as E. pallasii being strongly related with each other based on the similarity of surface sculpturing, reflected its usefulness in the classification of some Euphorbia species.

한국산 대극속(Euphorbia L.) 13종의 화분 형태에 대한 재검토가 광학현미경과 주사전자현미경을 통하여 수행되었으며, 특히 화분 극축의 길이, 적도면의 직경, 발아구의 크기, 표벽의 두께 등이 측정되었다. 또한 화분 형질의 분석을 바탕으로 화분 형질에 대한 분류학적 평가 및 분류군의 유연관계가 논의되었다. 화분 극축의 길이(P)와 적도면 직경(E)의 평균치를 바탕으로 한국산 대극속은 다음과 같이 3군으로 구분되었다 : 1군. 흰대극아속의 낭독절, 대극절; $(P)x(E)=(54.88-67.17{\mu}m)x(44.30-64.75{\mu}m)$, 2군. 흰대극아속의 흰대극절, 등대풀절; $(P)x(E)=(39.98-47.24{\mu}m)x(36.07-38.83{\mu}m)$, 3군. 땅빈대아속의 큰땅빈대절, 땅빈대절; $(P)x(E)=(30.32-32.51{\mu}m)x(21.71-26.23{\mu}m)$. 또한 각 분류군에서 관찰된 다양한 표벽무늬는 소공의 크기와 소공 간 간격의 차이에 따라 8가지 유형으로 구분되었다. 조사된 화분 형질 중에서 화분의 크기 및 표벽무늬는 비교적 아속과 절 수준에서 유용한 것으로 밝혀졌다. 특히, 땅빈대아속은 매우 작은 화분의 크기에서 뿐만 아니라 표벽에 소공이 치밀하게 분포한다는 점에 의해서 흰대극아속과 뚜렷이 구분되었다. 각 종의 지역집단에 따라 화분의 크기에 심한 변이가 존재하였고 또한 여러 유형의 표벽무늬를 지니고 있었기 때문에, 화분의 크기 및 표벽무늬는 대극속의 각 종을 분류하는 데에는 적절치 않은 것으로 평가되었다. 그러나 표벽무늬의 유사성을 근거로 단주낭독이 낭독보다는 붉은대극에 더 가깝고, 대극, 두메대극, 참대극은 밀접한 유연관계가 있음이 밝혀지는 등, 대극속 일부종의 분류에는 그의 유용성이 인정되었다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 한국과학재단

References

  1. American Journal of Botany v.54 no.9 The distribution and phylogenetic significance of binucleate and trinucleate pollen grains in the angiosperms Brewbaker, J. https://doi.org/10.2307/2440530
  2. Kor. J. Plant. Tax. v.32 Taxonomic study of Korean Euphorbia L. by anatomical characters Chung, G. Y.;B. U. Oh;K. R. Park;J. H. Kim;H. J. Kwon
  3. J. Arnold Arbor. v.21 New and critical Euphorbiaceae from eastern tropical Asia Croizat, L.
  4. Bulletin of the Torrey Botanical Club v.72 no.3 "Euphorbia Chamaesyce" in the United States Croizat, L. https://doi.org/10.2307/2481290
  5. Systematic Embryology of the Angiosperms Davis, G. L.
  6. Pollen morphology and plant taxonomy Erdtman, G.
  7. J. Jap. Bot. v.16 Species generis Euphorbiae Imperi Japonici (I - IV) Hurusawa, I.
  8. Journ. Fac. Sci. Univ. Tokyo III. Bot. v.6 Eine nochmalige Durchsicht des herkommlichen systems der Euphorbiaceen im weiteren Sinne Hurusawa, I.
  9. Pollen Grains of Japan Ikuse, M.
  10. Kor. J. Plant Tax v.32 A systematic relationship of the Korean Euphorbia L. (Euphorbiaceae) based on RAPD analysis Kim, J. H.;D. K. Kim;B. U. Oh;G. Y. Chung;K. R. Park
  11. Allertonia v.4 A taxonomic revision of the Hawaiian species of the genus Chamaesyce (Euphorbiaceae) Koutnik, D. L.
  12. Kor. J. Plant Tax v.8 Phylogenetic significance of pollen morphology Lee, S. T.
  13. The Bulletin of Kwanak Arboretum v.1 Vascular plants and their uses in Korea Lee, T. B.
  14. Lineamenta Florae Koreae Lee, W. T.
  15. Bot. Bull. Academia Sinica v.32 A taxonomic study of the genus Chamaesyce S. F. Gray (Euphorbiaceae) in Taiwan Lin, S. C.;S. M. Chaw;C. F. Hsieh
  16. s. 1. Collect. Bot. (Barcelona) v.21 A synopsis of Chinese Euphorbia L. Ma, J. S.;C. Y. Wu
  17. Band II. Gebr$\"{u}$der Borntr$\"{a}$ger Engler's Syllabus der Pflanzenfamilien Melchior, H.
  18. Collect. Bot. (Barcelona) v.21 Current research in the taxonomy of genus Euphorbia L. s. 1. (Euphorbiaceae) Oudejans, R. C. H. M.
  19. Kor. J. Plant Tax v.32 Comparisons of morphological and genetic diversity between endemic Euphorbia fauriei and widespread E. pekinensis (Euphorbiaceae) Park K. R.;H. J. Jung;J. H. Kim;G. Y. Chung;B. U. Oh
  20. Kor. J. Plant Tax v.18 A palynotaxonomic study of the Korean Euphorbiaceae Park K. R.;H. J. Jung;J. H. Kim;G. Y. Chung;B. U. Oh;S. T. Lee
  21. Plant Systematics and Evolution v.197 no.1-4 Structure of the apertural sporoderm of pollen grains in Euphorbia and Chamaesyce (Euphorbiaceae) Suarez-Cervera, M.;J. Marquez;J. Martin;J. Molero;J. Seoane-Camba https://doi.org/10.1007/BF00984636
  22. Annals of the Missouri Botanical Garden v.62 no.3 The bases of angiosperm phylogeny : Palynology. Walker, J. W.;J. A. Doyle https://doi.org/10.2307/2395271
  23. J. Arnold Arbor v.48 The genera of Euphorbiaceae in the southeastern United States Webster, G. L.
  24. Taxon v.24 no.5 Conspectus of a new classification of the Euphorbiaceae Webster, G. L. https://doi.org/10.2307/1220725
  25. Annals of the Missouri Botanical Garden v.81 no.1 Synopsis of the genera and suprageneric taxa of Euphorbiaceae Webster, G. L. https://doi.org/10.2307/2399909
  26. Evolution v.27 no.3 Phylogenetic significance of pollen nuclear number in the Euphorbiaceae Webster, G. L. https://doi.org/10.2307/2407315
  27. American Journal of Botany v.69 no.3 Systematic significance of pollen nuclear number in Euphorbiaceae, tribe Euphorbieae Webster, G. L. https://doi.org/10.2307/2443146
  28. American Midland Naturalist v.30 no.2 The genera of living Euphobieae Wheeler, L. C. https://doi.org/10.2307/2421292