2021年10月11日 星期一

禾本科 (Poaceae)

單子葉植物禾本科 (Poaceae 或 Gramineae)

主要特徵:有葉舌[參考]

禾本科植物的特徵

  • 一般有空心或質地疏鬆的稈,由實心的節分隔成數段。
  • 葉互生,由節處長出,先形成包住稈的葉鞘,再形成葉脈平行的葉片,兩者交界處 (亦稱為葉環) 有一層薄膜或一圈細毛的構造,是為葉舌。葉環尾端突出的部位是葉耳。[圖片]
  • 花很小,特化成為小穗的基本構造,靠風傳粉。
  • 果實為穎果。

禾本科植物部位:

  • 根冠(短縮莖):莖基部與根相連的部位。
  • 分蘗:由根冠生長點長出的另一個植株個體稱之。
  • 走莖(匍匐莖):植株的側走莖匍匐在地表面者稱之。
  • 地下莖(根莖):植株的側走莖深入地表的土裡者稱之。
  • 花穗:植株開花的部位,通常禾本科花穗上花序的排列,適合本科植物份類上很重要的部位,但是由於草坪因為經常修剪,所以花穗常未抽出即被修剪掉,所以一般草坪用草要以花穗來判別的機會較少。

禾本科是大家族,又分成六個亞科

稻亞科

蘆竹亞科

羊茅亞科

(淡竹葉亞科)

畫眉草亞科

(虎尾草亞科)

黍亞科

竹亞科

雜草分禾草、莎草、和闊葉草。禾草指禾本科草,莖桿有節、橫切面是圓形或扁圓形。莎草莖桿無節、橫切面是三角形。這兩款葉線形、葉脈平行,屬於單子葉植物。闊葉草葉形寬闊、網狀葉脈,屬雙子葉植物。

「五穀雜糧」是最重要的作物。哪五穀有許多種說法,通常指的是「稻、黍、稷、麥、菽」。稻即稻米,黍和稷各是一種小米,麥指的是大麥或小麥,菽則是大豆。除了大豆之外,前四種都是禾本科植物。現在米和小麥的糧食比重明顯居大,所以習慣將米、麥以外的糧食稱作雜糧,五穀雜糧泛指所有的糧食作物,包含玉米、高梁、甚至花生、芝麻等。目前世界糧食作物總產量排名:玉米、稻米

稻屬 Oryza

  • 稻或米栽培起源於約西元前 8000 年中國南方的珠江中游附近;分子研究推估稻米的馴化可能發生在8200至13500年前。台灣的稻米栽培超過3000年歷史,可能是原住民從印尼、菲律賓引入了爪哇稻;明朝中國東南大量漢人移民台灣,引入中國的水稻品系,以米粒較長、口感乾硬的秈稻 (Oryza sativa var. indica) 為主。日治時期,日本人不習慣秈米 (日本人稱之為「在來米」,意思是台灣在地原本就有的米) 的口感,引進日本的粳稻 (Oryza sativa var. japonica) 進行改良,成為現今適應台灣的獨特品系「蓬萊米」。
  • 1910 年代來台的農業專家末永仁和磯永吉,經過二十年的研究,在台北竹子湖區域,逐漸把日本稻種改良成適應台灣氣候的品系。1929年,末永仁進一步培育出能抗稻熱病的「台中65號」。現在台灣的稉稻品種,幾乎都是台中65號的後代。
  • 早先台灣也有原生種的野生稻(Oryza rufipogon),也是現今稻米的原生種,但稻穗天生早掉落,且和栽培稻的血緣相近,可互相雜交。但在雜交後,會造成兩方的稻穗都容易早掉,產量大減;農民覺得很快掉光的稻穗就像是被鬼吃掉,所以稱之為「鬼稻」。1970年代之前,因為天然雜交後會讓食用稻穀質量變差,所以被人為清除,使得鬼稻幾近絕種,在保育觀念改變、了解了遺傳多樣性和有用基因的重要性之後,保種的概念讓鬼稻重新受到重視,並由專家重新復育。
  • 台南16號稻米:「越光」+「臺農67號」的光鈍感相關基因
  • 水稻、旱稻

小麥屬

  • 小麥是小麥屬植物的統稱,經過與不同屬間的雜交而成為現今的栽培種,最早起源於中東地區,是世界三大穀物(稻米、小麥和玉米)之一,總產量約七億噸。小麥的種植可追溯至新石器時代,在距今約五千年左右引入中國。因小麥喜冷涼氣候,在台灣少量種植於中部,大多於秋天播種,早春收成。

玉米屬

  • 玉米是世界三大作物之一,原產中美洲。16世紀即傳入台灣,並成為原住民的主食之一。後來漢人入境後,稱之為「番麥」,也因為果實外面被數層苞片葉包裹,所以也稱為「包穀」。玉米的雄花序在莖桿上端,雌花序多腋生,所結的種實稱為穎果。玉米粒可生食或煮食,也可製成澱粉或醣類產品,亦富含油脂,可製成食用油。
  • 玉米是很早就被拿來進行遺傳研究的作物,早在1930年代,麥克林托克(Barbara McClintock)在某些玉米籽粒中發現了玉米色素顯現出一些稀奇古怪的模式。觀察到玉米籽粒顏色的遺傳很不穩定,經過反覆的研究後,她在1951年提出遺傳基因可以轉移,能從染色體的一個位置跳到另一個位置,甚至跳到不同的染色體上。她把這種能自發轉移的遺傳基因稱為「轉座因子」(transposition elements)。「轉座因子」除了具有跳動的特性之外,還具有控制其他基因開閉的作用,使玉米籽粒的種皮不能產生紫色色素,而成為黃色,而且是可逆的機轉。稱為跳躍基因 (Transposon)。
  • 美國俄克拉荷馬州的農民卡爾‧巴恩斯(Carl Barnes, 1928-2016)有一半切羅基族印第安人血統,致力於收集並栽植美洲原住民祖先曾種植的各種玉米,後來他栽培出具鮮豔色彩和圖案的新品系,後稱為寶石玉米(Glass Gem Corn)。寶石玉米的果皮具有玻璃的質感,甚至獨特的彩虹色。2012年當一張閃閃發光的玉米穗照片被張貼在社群媒體上時,造成一片轟動。後來巴恩斯的朋友舍恩(Greg Schoen)加以推廣,讓更多人了解它,而現在也有種子公司栽植並可在網路上購買。寶石玉米是子代遺傳多樣性的顯明例子。

狗尾草屬

  • 小米是一種禾本科狗尾草屬的農作物,早在新石器時代就已有人種植,在中國北方又稱穀子。小米是粟類作物中產量極高的,而且對土壤要求較低,目前以南歐及亞洲為主要產區。中國古時在北方黃河流域栽種,是當時的主要糧食作物。台灣在山區亦有分布,因為耐旱的特性,產量穩定、生長期又短,為台灣原住民早期主食,也是釀酒原料。

油芒屬

  • 台灣油芒為禾本科油芒屬植物。和台灣藜一樣是曾被台灣原住民育種過的糧食作物,魯凱族語稱作:Lalumai。由南島語族人所育種馴化的歷史相當久遠。會被稱為油芒的原因是在結穗期的果梗上,會冒出油滴。根據早先日治時期的植物採集資料,過去台灣從北至南都有分布與種植,目前則只剩南部有少量栽植。台灣油芒非常耐旱,且與雜草的競爭性強,在開闊的貧瘠野地亦可偶而發現野生或溢出的品種。

高粱屬 Sorghum

  • 高粱是禾本科的一年生高大草本植物,栽種的品系相當多,種子可食用、可做飼料,植株也可製作掃帚;原產於非洲,約一千年前傳入中國。高粱的主要產區有美國、非洲和南亞,主要用於飼料,在世界糧食作物種植面積中占第五位。中國是世界上第一大高粱進口國,主要作為釀製高級白酒;在台灣,嘉南平原有小面積種植。

香茅

臺灣油芒

蛺蝶科蛇目蝶亞科成員的幼蟲食草

參考

  1. 種子之食
  2. 特有生物研究保育中心2016 禾樂融融- 禾本科植物特展

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