【植物界全系列】豆目—豆科

豆目—豆科

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豆科

豆科（学名：Fabaceae，替换名：Leguminosae、Papilionaceae）又名蝶形花科、苏木科、含羞草科，属于真双子叶植物豆目，约有800属19,325种。为被子植物中相当庞大的一科，占了已知开花植物物种的7%。部分物种在经济上具有重要地位。

1.植物学史

系统分类学分析认为该科最接近同属于豆目的远志科、海人树科，以及皂皮树科。

豆科的学名“Fabaceae”来自其模式属蚕豆属（Vicia）（模式种救荒野豌豆 Vicia sativa L.）的异名“Faba”（模式种蚕豆 Vicia faba L.）。“Faba”于源自拉丁文，意指“豆”。“Leguminosae”是该科更早的学名，但并未以模式属的名字来命名，目前被视作仍然有效的保留名。

该科成员形态上包含乔木、灌木，也有多年生或一年生草本植物。该科成员最显著的特征是会结豆荚。成员具复叶及托叶。

人类利用豆科植物已经有数千年的历史，且与人类演化具有密切关联。豆科的作物包含大豆（Glycine max）、菜豆（Phaseolus ）、豌豆（Pisum sativum）等等。

2.形态特征

乔木、灌木、亚灌木或草本，直立或攀援，常有能固氮的根瘤。叶常绿或落叶，通常互生，稀对生，常为一回或二回羽状复叶，少数为掌状复叶或3小叶、单小叶，或单叶，罕可变为叶状柄，叶具叶柄或无；托叶有或无，有时叶状或变为棘刺。花两性，稀单性，辐射对称或两侧对称，通常排成总状花序、聚伞花序、穗状花序、头状花序或圆锥花序；花被2轮；萼片(3-)5(6)，分离或连合成管，有时二唇形，稀退化或消失；花瓣(0-)5(6)，常与萼片的数目相等，稀较少或无，分离或连合成具花冠裂片的管，大小有时可不等，或有时构成蝶形花冠，近轴的（adaxil）1片称旗瓣，侧生的2片称翼瓣，远轴的（abaxil）2片常合生，称龙骨瓣，遮盖住雄蕊和雌蕊；雄蕊通常10枚，有时5枚或多数（含羞草亚科），分离或连合成管，单体或二体雄蕊，花药2室，纵裂或有时孔裂，花粉单粒或常联成复合花粉；雌蕊通常由单心皮所组成，稀较多且离生，子房上位，1室，基部常有柄或无，沿腹缝线具侧膜胎座，胚珠2至多颗，悬垂或上升，排成互生的2列，为横生、倒生或弯生的胚珠；花柱和柱头单一，顶生。果为荚果，形状种种，成熟后沿缝线开裂或不裂，或断裂成含单粒种子的荚节；种子通常具革质或有时膜质的种皮，生于长短不等的珠柄上，有时由珠柄形成一多少肉质的假种皮，胚大，内胚乳无或极薄。

3.生态作用

豆科为虫媒，主要为蜜蜂传粉，少数靠蚂蚁、蛾类或甲虫等传粉。含羞草亚科和苏木亚科的一些种类在叶柄、叶轴上带有花外蜜腺以吸引蚂蚁；金合欢属有些种类茎上有大、中空的刺，供蚂蚁停留；决明属植物有顶孔开裂的基著花药，适应蜜蜂摇动花药取花粉；苏木属植物花丝基部被毛，遮盖雌蕊和花托口部，避免自花授粉。

4.分布范围

该科成员分布广泛，为目前已知陆生植物中第三大科，仅次于兰科及菊科。目前该科已知有765属，约19,500余种。其中最大的五属分别为黄芪属（Astragalus，逾3,000种）、相思树属（Acacia，逾1000种）、木蓝属（Indigofera，约700种）、猪屎豆属（Crotalaria，约700种）、含羞草属（Mimosa，约500种），这五大属占了该科物种的四分之一。豆科也是非洲及美洲热带雨林和沙漠气候中，最常见的科别。

中国有172属，1485种，13亚种，153变种，16变型；各省区均有分布。

5.主要价值

本科具有重要的经济意义，它是人类食品中淀粉、蛋白质、油和蔬菜的重要来源之一。

豆科植物的一个重要特点是绝大部分在根系上具有共生的根瘤菌，可以将大气中的氮固定到土壤中，从而提高土壤的肥力。

农业上的豆类作物有大豆、花生、蚕豆、豌豆、赤豆、绿豆、豇豆、四季豆和扁豆等。本科植物的根部常有固氮作用的根瘤，是优良的绿肥和饲料作物，如苜蓿、紫云英、田菁、三叶草、黄花草木樨、苕子等。药用植物中有儿茶、决明、甘草、黄芪、葛、苦参、鸡血藤等。有些种类的枝干和树皮常含有单宁、树胶及染料，用于医药、印染及其他工业中，如黑荆、金合欢、阿拉伯树胶、苏木等。绿化造林树种中有台湾相思、楹树、铁刀木、凤凰木、格木、刺槐、槐、黄檀等，木材可供建筑、家具、农具等用。田菁和瓜尔豆的种子胶还可配制成水基压裂液，可增加含油地层的渗透性，从而提高油井的产量。

6.分类

本科可分为六个亚科：

苏木亚科 Caesalpinioideae DC.（包含含羞草亚科 Mimosoideae例如：凤凰木、黄槐、相思树、合欢、臭豆）。

紫荆亚科 Cercidoideae Azani & al.（例如：紫荆）

甘豆亚科 Detarioideae Burmeist.（例如：罗望子）

酸榄豆亚科 Dialioideae Azani & al.（例如：黑罗望子）

山姜豆亚科 Duparquetioideae Azani & al.

蝶形花亚科 Faboideae Rudd (Papilionoideae DC. nom. alt.)（例如：大豆、蚕豆、绿豆、豌豆、红豆、苜蓿、花生等）。

下属亚科：

苏木亚科（ Caesalpinioideae）

紫荆亚科（ Cercidoideae）

甘豆亚科 （Detarioideae）

酸榄豆亚科 （Dialioideae）

山姜豆亚科（ Duparquetioideae）

蝶形花亚科 （Faboideae）

7.酸榄豆亚科（摘亚木亚科）

酸榄豆亚科（学名：Dialioideae）又名摘亚木亚科，是豆目豆科的一个亚科，共包含17属约85种。主要分布于热带，包括北美洲、南美洲、中美洲、非洲、马达加斯加、华南、东南亚、新几内亚、澳洲及部分太平洋群岛。木材市场上的摘亚木即属于本亚科的酸榄豆属。

（1）植物学史

本亚科成员过去大多属于苏木亚科，但由于并系群问题，豆科系统分类工作组在2017年设立了本亚科，是苏木亚科及蝶形花亚科的姐妹群。

依据学名作者们的定义，本亚科是个包含了黄蝶檀（Poeppigia procera）及圭亚那酸榄豆（ Dialium guianense）但不包括加拿大紫荆（Cercis canadensis）、山姜豆（Duparquetia orchidacea）或大叶红檀（Bobgunnia fistuloides）的冠群。

（2）形态特征

本亚科物种为乔木或灌木，少数半灌木（芥花豆属、瓣柱豆属）；在叶柄和叶轴以及小叶表面缺乏花外蜜腺。托叶侧生、离生或不存在。叶为奇数羽状复叶，很少为偶数羽状复叶（如螺荚木属、黄蝶檀属）、单身复叶（如王桃豆属、芥花豆属、百合檀属、塔芽豆属）或掌状复叶（如芥花豆属），小叶互生，很少对生（如螺荚木属、黄蝶檀属）。

花序高度分枝，多数为聚伞圆锥花序，少数为二列的总状花序（如芥花豆属、瓣柱豆属），具顶生和腋生，或退化为一腋生花（如瓣柱豆属）；小苞片小或无。花两性（铁苏木属中为雌雄混株），呈放射对称或稍微至强烈的双侧对称，很少出现花托筒，花托可能宽而扁平，带有蜜腺样的结构；萼片通常5片、4片（如芥花豆属、栾檀属）或3片（如铁苏木属、酸榄豆属），罕为6（如南美马蹄豆属），离生，整齐至亚整齐；花瓣5枚或更少（0、1、3、4），很少6（花瓣数通常等价于萼片数），离生，整齐至亚整齐，覆瓦状，近轴花瓣位于最内；可育雄蕊5个或更少，很少6-10个（如部分酸榄豆属、黄蝶檀属），通常仅存在与萼片对生的雄蕊，离生，形态一致，很少二态（如螺荚木属），花药基著，很少背着（如黄蝶檀属），开裂方向为纵裂，经常退缩为短的顶缝裂或孔缝裂；不育雄蕊存在或不存在；花粉为三沟孔单粒，具点状纹或细网状纹，很少条形纹（如某些酸榄豆属）；雌蕊1心皮（有时在酸榄豆属的散生花具双心皮），子房具柄或无柄，胚珠通常2枚（或1至多枚）。

荚果通常不开裂呈核果状或翅果状，很少开裂（如螺荚木属、芥花豆属、百合檀属、瓣柱豆属），或核果状荚果沿硬化的内果皮分节断裂成单一种子的节段（如王桃豆属）。种子1-2枚，更多枚者少见。胚直生。

次生木质部不具被覆纹孔，甚少出现（如黄蝶檀属，百合檀属）；有时存在硅晶体（如铁苏木属、酸榄豆属、棒蕊豆属、双蕊苏木属）；横膜纤维少见（如铁苏木属、双蕊苏木属、黄蝶檀属）；通常会出现层状木质线。根瘤不存在。

染色体双倍体数为2n = 28（大多数属尚未检测）。

（3）酸榄豆属（摘亚木属）

酸榄豆属（学名：Dialium）又名摘亚木属，是豆目豆科的一属，包含约36个物种，广泛分布于亚洲、非洲及中南美洲的热带及亚热带地区。本属属于酸榄豆亚科，过去曾被放在苏木亚科之中，是篷药豆属的姐妹群。

摘亚木，俗称柚木王，马尾柚木，南洋红檀，又名达里豆，豆科（Leguminosae）摘亚木属（Dialium）树种之商品材名称。摘亚木是名贵的硬木家具、地板装饰用材之一，在家具制造业中常用其替代酸枝木来制作传统硬木家具，并受到消费者的青睐（达里豆与酸枝木具相似的木材构造及外观），若不仔细观察，两者极易混淆）。在国内木材市场上，“达里豆”木名源于属名DIALIUM中DIALI音译加豆。（原“东南亚木材”一书中曾译为“达里乌木”，现因乌木类商品材归柿树科柿树属具黑色心材树种之商品名，为与此类木材相区别，故改豆，即豆科。）而在木地板市场中，进口材“克然吉KERANJI”是指产于东南亚的部分摘亚木树种，其主要树种有越南摘亚木（D.COCHINCHINENSIS）、阔萼摘亚木（D.PLATYSEPALUM）两种。

8.山姜豆亚科

山姜豆亚科（ 学名：Duparquetioideae），是豆目豆科的一个亚科，

山姜豆（学名：Duparquetia orchidacea）是山姜豆属的唯一物种，属豆目豆科，原生于非洲西部及中部的热带雨林之中。

（1）植物学史

在豆科之中，本种没有其它已知近亲，被独自归类于山姜豆亚科，是摘亚木亚科、苏木亚科及蝶形花亚科的外类群。

本种是非洲西部及中部的特有种，生长于常绿森林（尤其是河岸边）、次生林、灌木丛、荒废地及沿海的稀树草原。

（2）形态特征

本种为具有攀援性的灌木或小乔木，可高达6米，无刺。叶柄、叶轴均无特化的花外蜜腺。托叶侧生、离生，狭三角形。叶为单数羽状复叶，具叶枕；小叶对生、全缘。

花序为总状花序，直立，具10-30朵花，具尾端花；次苞片2枚，小。花两性，粉红色与白色、艳丽、左右对称，但非蝶形，类似兰花。花托筒不存在。萼片4枚，不相等，离生，近轴与远轴萼片兜形、萼状，侧边萼片呈花瓣状。花瓣5枚，覆瓦状，近轴花瓣在最外；近轴与两侧花瓣皆为卵圆形，远轴花瓣带状、长椭圆形；全部5枚花瓣的边缘具有茎生腺体。

此外，其雄蕊4至5枚；花丝离生；花药单态、基著，具角状附属体，于顶端孔裂，后部合生成曲状的“聚药雄蕊”；花粉单粒、不对称，具有一个环赤道的外孔与两个环赤道的内孔。雌蕊1心皮，子房具柄、柄离生，胚珠2至5枚。

荚果木质、4角，荚片螺旋扭转，弹性开裂。种子2至5枚，长椭圆形至卵形，种皮厚，缺乏马蹄形痕。胚直生。

次生木质部缺乏被覆纹孔，硅晶体、横膜纤维和层状木质线均无。无根瘤。

染色体数目与化学特征不详。

其聚药雄蕊、双萌发孔花粉，豆荚弹性开裂，在豆科之中显得与众不同。

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