生物多样性 ›› 2017, Vol. 25 ›› Issue (2): 218-225. DOI: 10.17520/biods.2016281
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王家坚1, 彭智邦1, 孙航2, 聂泽龙1, 孟盈1,,A;*
收稿日期:
2016-09-29
接受日期:
2016-11-28
出版日期:
2017-02-20
发布日期:
2017-03-06
通讯作者:
孟盈
基金资助:
Jia-Jian Wang1, Zhi-Bang Peng1, Hang Sun2, Ze-Long Nie1, Ying Meng1,*
Received:
2016-09-29
Accepted:
2016-11-28
Online:
2017-02-20
Published:
2017-03-06
Contact:
Meng Ying
摘要:
青藏高原与横断山集特殊的地理位置和复杂的地形地势以及高度丰富的植物区系成分于一体, 成为世界上研究生物多样性起源与演化的热点地区之一。我们对这一地区被子植物的染色体数据进行了全面的统计分析, 结果表明新多倍体在该地区只约占23%的比例, 远低于其他高山地区, 这可能是由于这一地区特殊的地质历史或者复杂的地形和生境等因素所导致的。低基数的二倍体占近一半的比例(43.3%), 说明了二倍体水平上的染色体结构和核型进化也是本地区物种分化的另一重要机制。古多倍体, 即高基数二倍体, 也占有较大的成分(33.7%)。本地区物种在细胞学遗传演化途径上的多样性与这一地区极高的物种多样性和特有性可能存在一定的联系。通过对青藏高原及横断山地区被子植物区系进化中染色体演化机制的研究, 为探讨东亚以及北半球其他植物区系物种进化、高山植物区系起源和演化等许多重大问题提供了有益的帮助。
王家坚, 彭智邦, 孙航, 聂泽龙, 孟盈 (2017) 青藏高原与横断山被子植物区系演化的 细胞地理学特征. 生物多样性, 25, 218-225. DOI: 10.17520/biods.2016281.
Jia-Jian Wang, Zhi-Bang Peng, Hang Sun, Ze-Long Nie, Ying Meng (2017) Cytogeographic patterns of angiosperms flora of the Qinghai-Tibet Plateau and Hengduan Mountains. Biodiversity Science, 25, 218-225. DOI: 10.17520/biods.2016281.
报道条数 No. of counts | 种数 No. of species (%) | ||||
---|---|---|---|---|---|
总数 Total | 新多倍体 Neopolyploids | 古多倍体 Paleopolyploids | 二倍体 Diploids | ||
分布型 Areal-type | |||||
世界分布 Cosmopolitan | 177 | 139 | 38 (27.3) | 21 (15.1) | 80 (57.6) |
泛热带分布 Pantropic | 37 | 33 | 3 (9.1) | 15 (45.5) | 15 (45.5) |
东亚(热带、亚热带)及热带南美间断 East Asia (Tropical & Subtropical) & Tropical South America disjuncted | 1 | 1 | 0 (0.0) | 1 (100) | 0 (0.0) |
旧世界热带分布 Old World Tropics | 111 | 83 | 26 (31.3) | 28 (33.7) | 29 (34.9) |
热带亚洲至热带大洋洲分布 Tropical Asia to Tropical Australasia Oceania | 5 | 5 | 2 (40.0) | 2 (40.0) | 1 (20.0) |
热带亚洲至热带非洲分布 Tropical Asia to Tropical Africa | 18 | 11 | 2 (18.2) | 4 (36.4) | 5 (45.5) |
热带亚洲(印度-马来西亚)分布 Tropical Southeast Asia to Indo-Malaya & Tropical Southwest Pacific Islands | 43 | 26 | 7 (26.9) | 16 (61.5) | 3 (11.5) |
北温带分布 North Temperate | 838 | 516 | 118 (22.9) | 185 (35.8) | 213 (41.3) |
东亚和北美洲间断分布 East Asia & North America disjuncted | 18 | 12 | 2 (16.7) | 6 (50) | 4 (33.3) |
旧世界温带 Old World Temperate | 11 | 11 | 2 (18.2) | 3 (27.3) | 6 (54.5) |
温带亚洲分布 Temperate Asia | 29 | 21 | 5 (23.8) | 6 (28.6) | 10 (47.6) |
地中海区、西亚至中亚分布 Mediterranean & West to Central Asia | 1 | 1 | 0 (0.0) | 0 (0.0) | 1 (100.0) |
中亚分布 Central Asia | 21 | 17 | 3 (17.6) | 6 (35.3) | 8 (47.1) |
东亚分布 East Asia | 150 | 101 | 20 (19.8) | 36 (35.6) | 45 (44.6) |
中国特有分布 Endemic to China | 31 | 24 | 2 (8.3) | 9 (37.5) | 13 (54.2) |
小计 Subtotal | 1,491 | 1,001 | 230 (23.0) | 338 (33.7) | 433 (43.3) |
生活型 Life form | |||||
一年生草本 Annual herb | 139 | 96 | 19 (19.8) | 18 (18.8) | 59 (61.5) |
多年生草本 Perennial herb | 1,208 | 796 | 182 (22.9) | 289 (36.3) | 325 (40.8) |
木本 Woody | 144 | 109 | 29 (26.6) | 31 (28.4) | 49 (45.0) |
小计 Subtotal | 1,491 | 1,001 | 230 (23.0) | 338 (33.7) | 433 (43.3) |
海拔 Altitude | |||||
<1,000 m | 51 | 38 | 13 (34.2) | 7 (18.4) | 18 (47.4) |
1,000-2,000 m | 145 | 101 | 28 (27.7) | 25 (24.8) | 48 (47.5) |
2,000-3,000 m | 222 | 156 | 24 (15.4) | 77 (49.4) | 55 (35.3) |
3,000-4,000 m | 411 | 255 | 65 (25.5) | 102 (40) | 88 (34.5) |
4,000-5,000 m | 196 | 122 | 27 (22.1) | 35 (28.7) | 60 (49.2) |
> 5,000 m | 9 | 6 | 3 (50.0) | 1 (16.7) | 2 (33.3) |
小计 Subtotal | 1,034 | 678 | 160 (23.6) | 247 (36.4) | 271 (40.0) |
表1 青藏高原与横断山被子植物区系染色体数目及倍性比例按分布型、生活型及海拔分布情况统计
Table 1 A summary of ploidy distribution of angiosperms from the Qinghai-Tibet Plateau and Hengduan Mountains according to their areal-types, life forms, and altitudes
报道条数 No. of counts | 种数 No. of species (%) | ||||
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总数 Total | 新多倍体 Neopolyploids | 古多倍体 Paleopolyploids | 二倍体 Diploids | ||
分布型 Areal-type | |||||
世界分布 Cosmopolitan | 177 | 139 | 38 (27.3) | 21 (15.1) | 80 (57.6) |
泛热带分布 Pantropic | 37 | 33 | 3 (9.1) | 15 (45.5) | 15 (45.5) |
东亚(热带、亚热带)及热带南美间断 East Asia (Tropical & Subtropical) & Tropical South America disjuncted | 1 | 1 | 0 (0.0) | 1 (100) | 0 (0.0) |
旧世界热带分布 Old World Tropics | 111 | 83 | 26 (31.3) | 28 (33.7) | 29 (34.9) |
热带亚洲至热带大洋洲分布 Tropical Asia to Tropical Australasia Oceania | 5 | 5 | 2 (40.0) | 2 (40.0) | 1 (20.0) |
热带亚洲至热带非洲分布 Tropical Asia to Tropical Africa | 18 | 11 | 2 (18.2) | 4 (36.4) | 5 (45.5) |
热带亚洲(印度-马来西亚)分布 Tropical Southeast Asia to Indo-Malaya & Tropical Southwest Pacific Islands | 43 | 26 | 7 (26.9) | 16 (61.5) | 3 (11.5) |
北温带分布 North Temperate | 838 | 516 | 118 (22.9) | 185 (35.8) | 213 (41.3) |
东亚和北美洲间断分布 East Asia & North America disjuncted | 18 | 12 | 2 (16.7) | 6 (50) | 4 (33.3) |
旧世界温带 Old World Temperate | 11 | 11 | 2 (18.2) | 3 (27.3) | 6 (54.5) |
温带亚洲分布 Temperate Asia | 29 | 21 | 5 (23.8) | 6 (28.6) | 10 (47.6) |
地中海区、西亚至中亚分布 Mediterranean & West to Central Asia | 1 | 1 | 0 (0.0) | 0 (0.0) | 1 (100.0) |
中亚分布 Central Asia | 21 | 17 | 3 (17.6) | 6 (35.3) | 8 (47.1) |
东亚分布 East Asia | 150 | 101 | 20 (19.8) | 36 (35.6) | 45 (44.6) |
中国特有分布 Endemic to China | 31 | 24 | 2 (8.3) | 9 (37.5) | 13 (54.2) |
小计 Subtotal | 1,491 | 1,001 | 230 (23.0) | 338 (33.7) | 433 (43.3) |
生活型 Life form | |||||
一年生草本 Annual herb | 139 | 96 | 19 (19.8) | 18 (18.8) | 59 (61.5) |
多年生草本 Perennial herb | 1,208 | 796 | 182 (22.9) | 289 (36.3) | 325 (40.8) |
木本 Woody | 144 | 109 | 29 (26.6) | 31 (28.4) | 49 (45.0) |
小计 Subtotal | 1,491 | 1,001 | 230 (23.0) | 338 (33.7) | 433 (43.3) |
海拔 Altitude | |||||
<1,000 m | 51 | 38 | 13 (34.2) | 7 (18.4) | 18 (47.4) |
1,000-2,000 m | 145 | 101 | 28 (27.7) | 25 (24.8) | 48 (47.5) |
2,000-3,000 m | 222 | 156 | 24 (15.4) | 77 (49.4) | 55 (35.3) |
3,000-4,000 m | 411 | 255 | 65 (25.5) | 102 (40) | 88 (34.5) |
4,000-5,000 m | 196 | 122 | 27 (22.1) | 35 (28.7) | 60 (49.2) |
> 5,000 m | 9 | 6 | 3 (50.0) | 1 (16.7) | 2 (33.3) |
小计 Subtotal | 1,034 | 678 | 160 (23.6) | 247 (36.4) | 271 (40.0) |
科名 Family | 属名 Genus | 报道条数 No. of counts | 种数 No. of species (%) | |||
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总数 Total | 新多倍体 Neopolyploids | 古多倍体 Paleopolyploids | 二倍体 Diploids | |||
伞形科 Apiaceae | 柴胡属 Bupleurum | 15 | 12 | 1 (8.3) | 0 (0.0) | 11 (91.7) |
伞形科 Apiaceae | 独活属 Heracleum | 34 | 16 | 2 (12.5) | 14 (87.5) | 0 (0.0) |
伞形科 Apiaceae | 藁本属 Ligusticum | 12 | 11 | 2 (18.2) | 9 (81.8) | 0 (0.0) |
天门冬科 Asparagaceae | 黄精属 Polygonatum | 27 | 18 | 3 (16.7) | 14 (77.8) | 1 (5.6) |
菊科 Asteraceae | 香青属 Anaphalis | 37 | 18 | 15 (83.3) | 3 (16.7) | 0 (0.0) |
菊科 Asteraceae | 火绒草属 Leontopodium | 20 | 13 | 7 (53.8) | 6 (46.2) | 0 (0.0) |
菊科 Asteraceae | 橐吾属 Ligularia | 20 | 17 | 1 (5.9) | 16 (94.1) | 0 (0.0) |
菊科 Asteraceae | 风毛菊属 Saussurea | 50 | 41 | 2 (4.9) | 39 (95.1) | 0 (0.0) |
紫葳科 Bignoniaceae | 角蒿属 Incarvillea | 15 | 12 | 0 (0.0) | 12 (100.0) | 0 (0.0) |
桔梗科 Campanulaceae | 蓝钟花属 Cyananthus | 23 | 14 | 2 (14.3) | 0 (0.0) | 12 (85.7) |
豆科 Fabaceae | 黄耆属 Astragalus | 12 | 12 | 2 (16.7) | 0 (0.0) | 10 (83.3) |
龙胆科 Gentianaceae | 龙胆属 Gentiana | 55 | 43 | 7 (16.3) | 18 (41.9) | 18 (41.9) |
鸢尾科 Iridaceae | 鸢尾属 Iris | 13 | 10 | 0 (0.0) | 10 (100.0) | 0 (0.0) |
百合科 Liliaceae | 葱属 Allium | 91 | 35 | 14 (40.0) | 3 (8.6) | 18 (51.4) |
百合科 Liliaceae | 百合属 Lilium | 69 | 25 | 2 (8.0) | 23 (92.0) | 0 (0.0) |
百合科 Liliaceae | 豹子花属 Nomocharis | 23 | 11 | 1 (9.1) | 10 (90.9) | 0 (0.0) |
百合科 Liliaceae | 重楼属 Paris | 27 | 18 | 1 (5.6) | 0 (0.0) | 17 (94.4) |
列当科 Orobanchaceae | 马先蒿属 Pedicularis | 21 | 21 | 0 (0.0) | 0 (0.0) | 21 (100.0) |
禾本科 Poaceae | 鹅观草属 Roegneria | 26 | 13 | 13 (100.0) | 0 (0.0) | 0 (0.0) |
报春花科 Primulaceae | 报春花属 Primula | 25 | 18 | 0 (0.0) | 13 (72.2) | 5 (27.8) |
毛茛科 Ranunculaceae | 乌头属 Aconitum | 71 | 45 | 9 (20.0) | 0 (0.0) | 36 (80.0) |
毛茛科 Ranunculaceae | 银莲花属 Anemone | 11 | 10 | 1 (10.0) | 0 (0.0) | 9 (90.0) |
毛茛科 Ranunculaceae | 翠雀属 Delphinium | 100 | 56 | 2 (3.6) | 0 (0.0) | 54 (96.4) |
毛茛科 Ranunculaceae | 毛茛属 Ranunculus | 17 | 15 | 10 (66.7) | 0 (0.0) | 5 (33.3) |
蔷薇科 Rosaceae | 苹果属 Malus | 22 | 11 | 6 (54.5) | 5 (45.5) | 0 (0.0) |
蔷薇科 Rosaceae | 悬钩子属 Rubus | 29 | 27 | 11 (40.7) | 0 (0.0) | 16 (59.3) |
虎耳草科 Saxifragaceae | 虎耳草属 Saxifraga | 10 | 10 | 4 (40.0) | 2 (20.0) | 4 (40.0) |
表2 报道种类10种以上的属的倍性分布情况
Table 2 Frequency of ploidy distribution of genus counted with more than 10 species
科名 Family | 属名 Genus | 报道条数 No. of counts | 种数 No. of species (%) | |||
---|---|---|---|---|---|---|
总数 Total | 新多倍体 Neopolyploids | 古多倍体 Paleopolyploids | 二倍体 Diploids | |||
伞形科 Apiaceae | 柴胡属 Bupleurum | 15 | 12 | 1 (8.3) | 0 (0.0) | 11 (91.7) |
伞形科 Apiaceae | 独活属 Heracleum | 34 | 16 | 2 (12.5) | 14 (87.5) | 0 (0.0) |
伞形科 Apiaceae | 藁本属 Ligusticum | 12 | 11 | 2 (18.2) | 9 (81.8) | 0 (0.0) |
天门冬科 Asparagaceae | 黄精属 Polygonatum | 27 | 18 | 3 (16.7) | 14 (77.8) | 1 (5.6) |
菊科 Asteraceae | 香青属 Anaphalis | 37 | 18 | 15 (83.3) | 3 (16.7) | 0 (0.0) |
菊科 Asteraceae | 火绒草属 Leontopodium | 20 | 13 | 7 (53.8) | 6 (46.2) | 0 (0.0) |
菊科 Asteraceae | 橐吾属 Ligularia | 20 | 17 | 1 (5.9) | 16 (94.1) | 0 (0.0) |
菊科 Asteraceae | 风毛菊属 Saussurea | 50 | 41 | 2 (4.9) | 39 (95.1) | 0 (0.0) |
紫葳科 Bignoniaceae | 角蒿属 Incarvillea | 15 | 12 | 0 (0.0) | 12 (100.0) | 0 (0.0) |
桔梗科 Campanulaceae | 蓝钟花属 Cyananthus | 23 | 14 | 2 (14.3) | 0 (0.0) | 12 (85.7) |
豆科 Fabaceae | 黄耆属 Astragalus | 12 | 12 | 2 (16.7) | 0 (0.0) | 10 (83.3) |
龙胆科 Gentianaceae | 龙胆属 Gentiana | 55 | 43 | 7 (16.3) | 18 (41.9) | 18 (41.9) |
鸢尾科 Iridaceae | 鸢尾属 Iris | 13 | 10 | 0 (0.0) | 10 (100.0) | 0 (0.0) |
百合科 Liliaceae | 葱属 Allium | 91 | 35 | 14 (40.0) | 3 (8.6) | 18 (51.4) |
百合科 Liliaceae | 百合属 Lilium | 69 | 25 | 2 (8.0) | 23 (92.0) | 0 (0.0) |
百合科 Liliaceae | 豹子花属 Nomocharis | 23 | 11 | 1 (9.1) | 10 (90.9) | 0 (0.0) |
百合科 Liliaceae | 重楼属 Paris | 27 | 18 | 1 (5.6) | 0 (0.0) | 17 (94.4) |
列当科 Orobanchaceae | 马先蒿属 Pedicularis | 21 | 21 | 0 (0.0) | 0 (0.0) | 21 (100.0) |
禾本科 Poaceae | 鹅观草属 Roegneria | 26 | 13 | 13 (100.0) | 0 (0.0) | 0 (0.0) |
报春花科 Primulaceae | 报春花属 Primula | 25 | 18 | 0 (0.0) | 13 (72.2) | 5 (27.8) |
毛茛科 Ranunculaceae | 乌头属 Aconitum | 71 | 45 | 9 (20.0) | 0 (0.0) | 36 (80.0) |
毛茛科 Ranunculaceae | 银莲花属 Anemone | 11 | 10 | 1 (10.0) | 0 (0.0) | 9 (90.0) |
毛茛科 Ranunculaceae | 翠雀属 Delphinium | 100 | 56 | 2 (3.6) | 0 (0.0) | 54 (96.4) |
毛茛科 Ranunculaceae | 毛茛属 Ranunculus | 17 | 15 | 10 (66.7) | 0 (0.0) | 5 (33.3) |
蔷薇科 Rosaceae | 苹果属 Malus | 22 | 11 | 6 (54.5) | 5 (45.5) | 0 (0.0) |
蔷薇科 Rosaceae | 悬钩子属 Rubus | 29 | 27 | 11 (40.7) | 0 (0.0) | 16 (59.3) |
虎耳草科 Saxifragaceae | 虎耳草属 Saxifraga | 10 | 10 | 4 (40.0) | 2 (20.0) | 4 (40.0) |
科名 Family | 属数 No. of genus | 报道条数 No. of counts | 种数 No. of species (%) | |||
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总数 Total | 新多倍体 Neopolyploids | 古多倍体 Paleopolyploids | 二倍体 Diploids | |||
伞形科 Apiaceae | 13 | 100 | 67 | 7 (10.4) | 40 (59.7) | 20 (29.9) |
天南星科 Araceae | 6 | 19 | 15 | 7 (46.7) | 7 (46.7) | 1 (6.7) |
天门冬科 Asparagaceae | 4 | 54 | 30 | 5 (16.7) | 24 (80.0) | 1 (3.3) |
菊科 Asteraceae | 28 | 200 | 149 | 35 (23.5) | 75 (50.3) | 39 (26.2) |
紫葳科 Bignoniaceae | 1 | 15 | 12 | 0 (0.0) | 12 (100.0) | 0 (0.0) |
十字花科 Brassicaceae | 12 | 29 | 22 | 3 (13.6) | 0 (0.0) | 19 (86.4) |
桔梗科 Campanulaceae | 3 | 28 | 18 | 3 (16.7) | 2 (11.1) | 13 (72.2) |
豆科 Fabaceae | 14 | 67 | 58 | 4 (6.9) | 3 (5.2) | 51 (87.9) |
龙胆科 Gentianaceae | 7 | 70 | 58 | 11 (19.0) | 21 (36.2) | 26 (44.8) |
鸢尾科 Iridaceae | 1 | 13 | 10 | 0 (0.0) | 10 (100.0) | 0 (0.0) |
百合科 Liliaceae | 16 | 251 | 114 | 27 (23.7) | 49 (43.0) | 38 (33.3) |
兰科 Orchidaceae | 12 | 37 | 26 | 7 (26.9) | 19 (73.1) | 0 (0.0) |
列当科 Orobanchaceae | 1 | 21 | 21 | 0 (0.0) | 0 (0.0) | 21 (100.0) |
禾本科 Poaceae | 6 | 47 | 27 | 25 (92.6) | 1 (3.7) | 1 (3.7) |
蓼科 Polygonaceae | 2 | 17 | 12 | 3 (25.0) | 6 (50.0) | 3 (25.0) |
报春花科 Primulaceae | 3 | 40 | 24 | 2 (8.3) | 13 (54.2) | 9 (37.5) |
毛茛科 Ranunculaceae | 22 | 247 | 159 | 29 (18.2) | 1 (0.6) | 129 (81.1) |
蔷薇科 Rosaceae | 6 | 61 | 47 | 19 (40.4) | 8 (17.0) | 20 (42.6) |
虎耳草科 Saxifragaceae | 5 | 25 | 23 | 10 (43.5) | 3 (13.0) | 10 (43.5) |
茄科 Solanaceae | 7 | 14 | 11 | 9 (81.8) | 1 (9.1) | 1 (9.1) |
表3 报道种类10种以上的科的倍性分布情况统计表
Table 3 Frequency of ploidy distribution of family counted with more than 10 species
科名 Family | 属数 No. of genus | 报道条数 No. of counts | 种数 No. of species (%) | |||
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总数 Total | 新多倍体 Neopolyploids | 古多倍体 Paleopolyploids | 二倍体 Diploids | |||
伞形科 Apiaceae | 13 | 100 | 67 | 7 (10.4) | 40 (59.7) | 20 (29.9) |
天南星科 Araceae | 6 | 19 | 15 | 7 (46.7) | 7 (46.7) | 1 (6.7) |
天门冬科 Asparagaceae | 4 | 54 | 30 | 5 (16.7) | 24 (80.0) | 1 (3.3) |
菊科 Asteraceae | 28 | 200 | 149 | 35 (23.5) | 75 (50.3) | 39 (26.2) |
紫葳科 Bignoniaceae | 1 | 15 | 12 | 0 (0.0) | 12 (100.0) | 0 (0.0) |
十字花科 Brassicaceae | 12 | 29 | 22 | 3 (13.6) | 0 (0.0) | 19 (86.4) |
桔梗科 Campanulaceae | 3 | 28 | 18 | 3 (16.7) | 2 (11.1) | 13 (72.2) |
豆科 Fabaceae | 14 | 67 | 58 | 4 (6.9) | 3 (5.2) | 51 (87.9) |
龙胆科 Gentianaceae | 7 | 70 | 58 | 11 (19.0) | 21 (36.2) | 26 (44.8) |
鸢尾科 Iridaceae | 1 | 13 | 10 | 0 (0.0) | 10 (100.0) | 0 (0.0) |
百合科 Liliaceae | 16 | 251 | 114 | 27 (23.7) | 49 (43.0) | 38 (33.3) |
兰科 Orchidaceae | 12 | 37 | 26 | 7 (26.9) | 19 (73.1) | 0 (0.0) |
列当科 Orobanchaceae | 1 | 21 | 21 | 0 (0.0) | 0 (0.0) | 21 (100.0) |
禾本科 Poaceae | 6 | 47 | 27 | 25 (92.6) | 1 (3.7) | 1 (3.7) |
蓼科 Polygonaceae | 2 | 17 | 12 | 3 (25.0) | 6 (50.0) | 3 (25.0) |
报春花科 Primulaceae | 3 | 40 | 24 | 2 (8.3) | 13 (54.2) | 9 (37.5) |
毛茛科 Ranunculaceae | 22 | 247 | 159 | 29 (18.2) | 1 (0.6) | 129 (81.1) |
蔷薇科 Rosaceae | 6 | 61 | 47 | 19 (40.4) | 8 (17.0) | 20 (42.6) |
虎耳草科 Saxifragaceae | 5 | 25 | 23 | 10 (43.5) | 3 (13.0) | 10 (43.5) |
茄科 Solanaceae | 7 | 14 | 11 | 9 (81.8) | 1 (9.1) | 1 (9.1) |
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