【植物界全系列】十字花目—十字花科十字花科(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。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。
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。
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,基部有时抱茎或半抱茎,有时呈各式深浅不等的羽状(如大头羽状)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、、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,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。
本科植物含芥子苷、脂肪酸(油酸、亚油酸、亚麻酸等)、生物碱、酚性物质(槲皮素及山奈酚)、黄酮醇、芸香苷、肌醇、强心苷、皂苷、苦味质、靛红等成分,其中不少成分具有生理活性,在民间也广为应用,如糖芥属、桂竹香属,种子多含强心苷类,故用作强心利尿药;芸苔属、欧白芥属、播娘蒿属等,植物中多含硫苷类,水解后产生硫氢酸对羟基苄酯或异硫氰酸烯丙酯,外用可消炎,内服可为刺激性祛痰药。
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,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,花到白色。
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。
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。
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。
多吃西兰花、芥蓝、甘蓝、小白菜等十字花科蔬菜,有助肺部清除有害细菌,这是研究人员在小鼠身上试验得出的结论。
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。
植株或有单毛、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。
长柄芥属(学名:Macropodium)是十字花科下的一个属,为多年生草本植物。该属共有2种,分布于中亚、萨哈林岛、日本北部,我国新疆有长柄芥1种。
多年生草本,在叶边缘及花轴具很短皱曲分叉毛; 根状茎具鳞片;茎直立,不分枝,密生叶;基生叶有柄;总状花序或近穗状花序,伸长,有多数花;花中等大,白色;萼片直立,顶端下稍有棱角,不成囊状;花瓣线形,基部成窄爪;雄蕊超出花外;雌蕊在花期比雄蕊短,基部有单毛及有柄2叉毛;子房有6-14胚珠,具子房柄,柱头很小,无柄;长角果垂生,线形中欧体育官网,扁平;具明显线行,近圆形,侧扁,边缘有翅;子叶缘倚胚根。
长柄芥(学名:Macropodium nivale)为十字花科长柄芥属下的一个种。生长于林中,山坡河边。产自新疆(阿尔泰山),西伯利亚、蒙古有分布。模式标本采自阿尔泰。