十字花科(十字花目十字花科植物)
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更新时间:2023-05-22
十字花科
十字花目十字花科植物
十字花科(学名:Brassicaceae,中文名译自旧称Cruciferae)为真双子叶植物十字花目的一科,是植物中最繁盛的科之一。有许多种人类食用的蔬菜出自本科,大约共有338个属,约3700种,原产自北半球温带地区,现已被引种到世界各地。中国原产85属约360余种,另引种7属20余种。台湾有20属51种。由于十字花科的种属繁多,现除了东亚地区原产的种以外,其他的种属有不少到现在还未有中文译名,包括不少新拟定的种属。
特征
形态特征
一年生、二年生或多年生植物,常具有一种含黑芥子硫苷酸 (Myrosin) 的细胞而产生一种特殊的辛辣气味,多数是草本,很少呈亚灌木状。植株具有各式的毛,毛为单毛、分枝毛、星状毛或腺毛,也有无毛的。根有时膨大成肥厚的块根。茎直立或铺散,有时茎短缩,它的形态在本科中变化较大。叶有二型:基生叶呈旋叠状或莲座状;茎生叶通常互生,有柄或无柄,单叶全缘、有齿或分裂,基部有时抱茎或半抱茎,有时呈各式深浅不等的羽状分裂(如大头羽状分裂)或羽状复叶;通常无托叶。花整齐,两性,少有退化成单性的;花多数聚集成一总状花序,顶生或腋生,偶有单生的,当花刚开放时,花序近似伞房状,以后花序轴逐渐伸长而呈总状花序,每花下无苞或有苞;萼片4片,分离,排成2轮,直立或开展,有时基部呈囊状;花瓣4片,分离,成十字形排列,花瓣白色、黄色、粉红色、淡紫色、淡紫红色或紫色,基部有时具爪,少数种类花瓣退化或缺少,有的花瓣不等大;雄蕊通常6个,也排列成2轮,外轮的2个,具较短的花丝,内轮的4个,具较长的花丝,这种4个长2个短的雄蕊称为“四强雄蕊” (taradynamous stamen),有时雄蕊退化至4个或2个,或多至16个,花丝有时成对连合,有时向基部加宽或扩大呈翅状;在花丝基部常具蜜腺,在短雄蕊基部周围的,称“侧蜜腺”,在2个长雄蕊基部外围或中间的,称“中蜜腺”,有时无中蜜腺;雌蕊1个,子房上位,由于假隔膜的形成,子房2室,少数无假隔膜时,子房1室,每室有胚珠1至多个,排列成1或2行,生在胎座框上,形成侧膜胎座,花柱短或缺,柱头单一或2裂。果实为长角果 (siliqua) 或短角果 (silicula) ,有翅或无翅,有刺或无刺,或有其他附属物;角果成熟后自下而上成2果瓣开裂,也有成4果瓣开裂的;有的角果成一节一节地横断分裂,每节有1个种子,有的种类果实迟裂或不裂;有的果实变为坚果状;果瓣扁平或突起、或呈舟状,无脉或有1-3脉;少数顶端具或长或短的喙。种子一般较小,表面光滑或具纹理,边缘有翅或无翅,有的湿时发粘,无胚乳;子叶与胚根的排列方式,常见的有3种:(1) 子叶缘倚胚根或称子叶直叠(accumbent);(2) 子叶背倚胚根或称子叶横 (incumbent) ;(3) 子叶对折(conduplicate) 。果实为角果(有长角果和短角果),种子较小,无胚乳,表面光滑或有纹饰,边缘有时具翅。本科是一个单类型花粉的科。花粉粒一般具3沟,圆球形至近长球形;最长轴常为20~30微米,有时超过50微米。外层厚于内层,一般网状,单(或双)棒。有时具2沟,4沟皱,6皱,偶有不规则的花粉。染色体基数x=4~19。
识别特征
分类
生物分类
十字花科
本科很多种具有重要经济价值,并已为人类大量改变及引种归化。
代表植物
该科主产蔬菜和油料作物,如芸薹属、萝卜属等;药用植物如菘蓝属、蔊菜属、糖芥属等;观赏植物如桂竹香属、紫罗兰属、诸葛菜属等;其他有经济用途的属还有荠属、独荇菜属、菥蓂属(遏蓝菜属)等;本科植物中也有很多是蜜源植物。
该科最重要的是芥属(Brassica),约40种,皆产于旧大陆,包括甘蓝、芥菜及油菜类。甘蓝的一种──B. oleracea有许多园艺变种,如花茎甘蓝、汤菜、甘蓝、花椰菜、羽衣甘蓝及球茎甘蓝等。另有芜菁(B. rapa),芸苔(B. napus)属油菜植物,叶子可做沙拉及牛饲料,种子可餵鸟及榨成菜籽油。白菜有北京白菜(B. pekinensis,即大白菜)、中国白菜(B. chinensis,即小白菜)两种。芥菜(B. juncea)的种子是调味品芥末的原料。B. campestris(有时被认为是芜菁)、白芥(B. hirta)和芥菜都可榨油。黑芥(B. nigra)的种子以前是芥末的另一原料,原产欧亚,已在北美归化成为广泛分布的杂草。萝卜(Raphanus sativus)是一种常见根菜,其变种鼠尾萝卜(R. sativus variety caudatus)的角果长而可食。坏血病草(Cochlearia officinalis,即药用辣根菜、药用岩芥)原产北美温带,为治疗坏血病的药物原料。叶带有柏油味,可做沙拉。辣根(Armoracia lapathifolia)是一种欧洲药草,其长硬的根可制辛辣调味料。羽叶播娘蒿(Descurainia pinnata)是广布于北美的一年生杂草,叶羽状,花黄色到白色。
十字花科
该科的观赏植物包括岩生庭荠(岩生庭荠属〔Aurinia〕)、香雪球(香雪球属〔Lobularia〕)、屈曲花(屈曲花属〔Iberis〕)、缎花(缎花属〔Lunaria〕)、含生草(含生草属〔Anastatica〕)、紫罗兰(紫罗兰属〔Matthiola〕)、墙头花(桂竹香属〔Cheiranthus〕)等变种。紫芥菜(Aubrieta deltoidea)是普遍栽培的岩石庭园花卉或沿边花卉。
十字花科的代表种有:
- 紫罗兰,两年或多年生草本,原产欧洲南部。中国大城市常有引种,栽于庭园花坛或温室中,花美丽,供观赏。用播种繁殖。
代表植物及拉丁名:
1、油菜Brassica campestris L.var.oleifera DC.
3、羽衣甘蓝Brassica oleracea var. acephala DC. f. tricolor Hort.
4、大白菜B. pekinensis Rupr.
5、甘蓝B.oleracea L.var.capitata L.(包菜)
8、萝卜Raphanus sativusl.
10、菥蓂(遏蓝菜) Thlaspi arvense L.
详细资料
主要用途
相关亲缘
学者们认为十字花科和山柑科在亲缘关系上相近,主要依据两者花的构造非常近似,但山柑科植物花的子房几乎全有子房柄或有1个雌雄蕊柄;而十字花科植物的花,一般无子房柄或雌雄蕊柄。山柑科有草本和木本,而十字花科多数为草本。此外,山柑科植物花的各部分的数目和雄蕊的排列变化较大,雄蕊6至多数(不为四强雄蕊)等,而十字花科花的各部分数目和雄蕊的排列是比较稳定的,可以认为十字花科是从山柑科演化而来的。
不少植物学家根据各自的观点,提出了不同的系统,其中最有代表性和被多数学者所采用的,是O.E.舒尔茨的系统,他于1936年记载本科有350属,共分成19族,其中中国有10族。E.扬兴于1942年对舒尔茨的分类系统进行了修订,他把19族减少为15族。
分类系统
1. 长柄芥族 Stanleycae O. E. Schulz
十字花科
植株无毛或有单毛、分叉毛。侧蜜腺稍成环状,和中蜜腺连合。雄蕊超出萼片及花瓣;花丝叉开,细,下部稍加宽;花药线形或长圆形,钝或尖。雌蕊有长柄;柱头几无柄,小,凹陷,略微缺,无显著乳突。长角果圆形或扁平,子叶背倚或缘倚胚根(属1) 。
2. 芸苔族 Brassiceae Hayek
植株有单毛或无毛。侧蜜腺立方形或棱形,顶端平截,有时稍2裂或圆形;中蜜腺近球形或柱状,少数退化。雄蕊花丝少有具齿的(两节荠属 Cvambe L.)。柱头头状或2裂,少数有长而下延的裂片。长角果(两节荠为短角果)有喙,通常具上、下不同的2节,不裂或开裂;子叶常为对折(属2-9)。
3. 独行菜族 Lepiditae DC.
4. 乌头荠族Euclidicac DC.
植株无毛,或有单毛、分枝毛,有的有腺毛。侧蜜腺汇合或不汇合,中蜜腺有或无,花丝条形,花药钝;子房无柄,少数有极短的子房柄;柱头头状或浅2裂,很少深2裂。短角果不裂或稍裂,坚果状,隔膜多数坚硬。种子子叶直,少数螺旋状内卷,缘倚或背倚胚根(属30-36) 。
5. 庭荠族 Alysseae Gren. et Godr.
植株密被星状毛或“丁”字毛,偶尔杂有单毛或叉状毛。雄蕊花丝具齿、翅或附片,或全无,无齿时常于下部变宽;子房无柄。短角果果瓣与隔膜呈平行扁压。子叶扁平,缘倚胚根,偶为背倚(属37-40)。
6. 葶苈族Drabeae O. E. Schulz
植株被毛或无毛,毛为单毛、叉状毛、星状毛和分枝毛。侧蜜腺通常成对,呈环状或半环状;中蜜腺有或无;雄蕊花丝一般无附属物;子房无柄,少有短柄;花柱短,柱头2裂或头状。短角果,少呈长角果状。种子2行,无翅,少有微翅;子叶缘倚胚根(属41-43)。
7. 南芥族 Arabideae DC.
植株无毛或有单毛、星状毛或分枝毛。雄蕊花丝具宽膜质翅或合生,少有齿状附属物;子房无柄,少有短柄;花柱短,柱头扁压或头状或2裂。长角果线形或狭条形,少数为短角果;子叶缘倚胚根(属44-59)。
8. 紫罗兰族 Matthioleae O. E. Schulz
植株有单毛、叉状毛、星状毛、分枝毛或腺毛。雄蕊花丝线形,内侧的常伸长,有时每2个连接;子房无柄;花柱柱头圆锥形,2裂或下延,少有头状。长角果条形、圆柱形或长椭圆形,开裂或不开裂;子叶缘倚胚根(属60-66)。
9. 香花芥族 Hesperideae Prantl
植株被单毛、贴生二叉或三叉毛。侧蜜腺有各种形状;中蜜腺有或无。花丝无附片,离生,少数4长雄蕊成对连合;花药长圆形;子房无柄或有短柄;柱头浅2裂。长角果,少数为短角果,开裂或不开裂,有时横裂;种子无翅,少有具不明显的翅或稍有翅;子叶背倚或少数缘倚胚根(属67-78)。
10. 大蒜芥族 Sisymbrieae DC.
植株有单毛、二叉毛、星状毛或分枝毛,有时有腺毛。侧蜜腺稍呈环状,中蜜腺瘤状或无中蜜腺;花丝无齿,有的基部变宽;柱头扁压,头状,浅2裂。长角果或短角果,果瓣呈龙骨状隆起;花柱短,很少无;种子少有翅;子叶背倚胚根或斜背倚胚根(属79-95)。
无毛或有单毛。总状花序有苞片;花白色,侧蜜腺环状或半环状,中蜜腺圆锥状;花丝条形。果实宽条形或长圆形,开裂;隔膜薄,常穿孔。种子大,种子有纵沟纹,遇水无粘液物(属79-81) 。
无毛或有单毛,少为分枝毛。叶多数为大头羽状裂。总状花序无苞片;花黄色。玫瑰红色或紫色;侧蜜腺围绕短雄蕊,向内开口,呈方形或六角形环状,于侧部常呈波状,中蜜腺位于长雄蕊外侧,波状或有时为圆锥形,二者汇合;花丝细。角果线形或条形,开裂,隔膜完整,很少穿孔。种子小,种皮近光滑,或有颗粒状网纹(属82-83)。
无毛或有近黑色单毛。叶全缘或具齿,很少羽状裂。花白色或红色,偶为黄色;蜜腺汇合,侧蜜腺环状,或马蹄形,向内开口,中蜜腺窄念珠状;花丝线形,偶在基部变宽;短角果椭圆形或长圆形,开裂;隔膜完整或不完整,柔软。种皮光滑,有近透明的颗粒或网纹,遇水无粘液物(属84)。
无毛或有单毛、分枝毛。叶为单叶,全缘或有齿。总状花序或单花生于花葶上,白色、红色或黄色;侧蜜腺1对,位于短雄蕊两侧,中蜜腺无或很少有,不与侧蜜腺汇合;花丝基部扩大。长角果或短角果,开裂。种皮近光滑,遇水无粘液物(属85-90)。
被单毛与短分枝毛。单叶或羽状复叶,全缘。总状花序无苞片;花黄色;侧蜜腺长肾形,位于短雄蕊两侧,无中蜜腺;短角果,易开裂,果瓣膨胀。种子遇水有粘液物(属91)。
被单毛、分枝毛或腺毛。叶多为2回羽状深裂。总状花序无苞片;花黄色、白色或玫瑰红色;侧蜜腺球状,中蜜腺念珠状;花丝细或条状。长角果或短角果,开裂,隔膜完整,很少穿孔。种子遇水常有粘液物。
病虫害
病毒病
症状:白菜叶初呈明脉状后为浓淡相间的花叶、扭曲畸形、叶片质脆、皱缩,叶背叶脉上有褐色坏死斑或条纹。
发病条件:①气候条件:雨水;②虫害:昆虫;③栽培管理;④白菜伤口种类;⑤白菜不同时期的愈伤能力;⑥品种抗病性。
发病规律:在南方周年循环。北方主要在留种株或多年生宿根植物及杂草上越冬,通过蚜虫或汁液接触侵染。苗期高温干旱时间越长,感病越早。蔬菜生长前期连阴雨或降大雨,发病越重。秋菜适当晚播,与非十字花科蔬菜邻作时发病轻。
防治方法:⒈选用抗病品种;⒉加强栽培管理。适当晚播,与非十字花科轮作或邻作;⒊灭蚜防病;⒋选用83增抗剂、抗毒剂1号、病毒A、病毒B、植病灵等。
软腐病
症状:病不初成水渍状,逐渐扩大变为淡灰褐色。叶柄组织软化腐烂并释放出臭味。严重时病害沿叶柄向根茎发展,终至菜株腐烂。
病原:属欧氏杆菌属。菌体短杆状,周生2-8根鞭毛。不耐光照和干燥,阳光下暴晒2小时基本死亡。
发病特点:高畦病较轻。其次还与①病毒病、霜霉病的发生关系密切;②白菜不同时期的愈伤能力;③与虫害发生有关;④播种期早,气温高、长势快,植株幼嫩、叶片覆盖地面面积大,隐蔽程度重,则发病早而重。
防治方法:⒈选用抗病品种;⒉加强栽培管理;⒊消毒病穴;⒋及时防治害虫。
虫害防治
菜蚜
十字花科
蚜虫又是十字花科蔬菜病毒的传播媒介,其传播病毒所造成的为害,有时比蚜害本身更大。
防治要点
(1)农业防治:夏季可不种或少种十字花科蔬菜,切断或减少秋菜的蚜源和毒源。(2)物理防治:①采用银灰色薄膜避蚜。苗床四周铺17厘米宽银灰色薄膜,苗床上方每隔60-100厘米挂3-6厘米宽银灰色薄膜,可避蚜防毒;②设黄板诱蚜。黄板上涂机油插于田间,春秋季可诱杀有翅蚜,降低田间蚜虫密度;③化学防治:对菜蚜首选药为50%抗蚜威(僻蚜雾)2000-3000倍液,其次为10%吡虫啉可湿粉(咪蚜胺、蚜虱净)1000-2000倍液。还可选用2.5%鱼藤酮乳油500倍液,或30%松脂酸钠乳剂150-300倍液,或15%乐溴乳油2000-3000倍液,或1.3%鱼藤氰戊乳油400-500倍液,或10%氯菊辛乳油1200-2400倍液。注意交替喷施2-3次或3-4次,视虫情、苗情、天气等隔7-10天喷1次,采收前10-15天应停止用药。
十字花科
俗称狗虱虫,成、幼虫对寄主植物均可为害。成虫咬食叶面成许多小孔,尤以幼苗受害最重,刚出土的幼苗,子叶被吃后或咬坏生长点可致整株死亡,造成缺苗,甚至毁种。幼虫在土中将菜株根皮蛀成许多环状弯曲虫道,或咬断须根。此虫的为害性愈往南方愈严重。
防治要点
十字花科
(2)物理防治:设黑光灯诱杀成虫。
有益功效
抗癌功效
美国宾夕法尼亚州举行的国际肿瘤会议发表报告称,包含十字花科植物在内的食谱,例如卷心菜、西兰花和覆盆子,可以预防多种常见疾病,抗癌效果也更佳。美国俄亥俄大学的研究员发表报告指出,覆盆子可以预防食道癌。因为这种浆果可以减轻胃食道逆流的症状,而胃食道逆流可能导致食道癌。以蔬菜水果为主,特别是水果居多的饮食结构与降低罹患食道癌几率关系密切。
十字花科
另一方面,纽约州罗斯韦帕克癌症研究所的科学家通过对小白鼠的试验确定,西兰花这种烹饪界褒贬不一的蔬菜对预防膀胱癌具有重要作用。
科学家再次提醒,生食西兰花抗癌效果较好。
清除肺部有害物
吸烟会损害肺,美国研究人员发现,十字花科植物富含的萝卜硫素,这是一种常见抗氧化剂,能激活一种信号通道,使细胞发挥“清道夫”作用,让肺部保持清洁,预防感染。吸烟者及慢性阻塞性肺病(慢阻肺)患者正是失去了这种清理功能。
虽然试验结论还不能确定萝卜硫素能否治疗肺部疾病,但提醒大家,爱吸烟者的饮食中不可缺了十字花科蔬菜。
研究发表
参考资料
[1]
中国科研人员揭示十字花科作物根肿病病原体的侵染循环过程 · -新华网[引用日期2020-12-05]
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