菊科植物种类极其繁多。传统的植物学鉴定仅凭肉眼或普通光学显微镜进行外部形态观测，经常在面对趋同进化和近缘物种时发生分类混淆，因为许多近缘植物的宏观表型几乎完全重叠。为了理清这部分复杂类群的系统分类学归属，获取高分辨率的微观解剖特征至关重要。
2025 年，Debra L. Manley 等人在国际植物分类学期刊 PhytoKeys 发表了题为“Ovicula biradiata gen. et. sp. nov. (Compositae)”的研究论文。该研究在北美奇瓦瓦沙漠的 Devil’s Den 区域采集并报道了菊科 Tetraneurinae 亚族的一个新属新物种——Ovicula biradiata。这一新种由于叶面密被白色绒毛，且通常成对长有两朵显眼的舌状花而得名，其种加词 biradiata 即源自这一双舌状花性状。
在外部形态上，新物种 Ovicula biradiata 的托毛叶片和非典型头状花序，与近缘的 Psilostrophe 属及 Tetraneuris 属宏观形貌高度相似。这在过去引发了持续的分类学混淆。为证实其独立新属地位，研究人员使用扫描电子显微镜技术，对其营养结构和花部结构进行了微观形态解剖学观测。
Ovicula biradiata 的微观形态学解析
电镜的表征数据为该新属的划分提供了决定性的分类依据，同时也展示了其叶表与花部细微结构在沙漠极端环境下的生存机制。
图 11 | Ovicula biradiata 的扫描电子显微镜（SEM）图像。
图 11 清晰呈现了 Ovicula biradiata 独特的微细性状特征：
瘦果表面密被刚直的线性刚毛（cypsela trichomes，图 11A）。在电镜下观察，这些刚毛最显著的分类学特征在于其顶端发育出独特的双叉分叉。虽然这种双毛结构在 Tetraneurinae 亚族中普遍发育，但其分叉的长度比例和开角大小在不同属间存在细微分化，是可靠的种属鉴定特征。
叶片表面的毛被（图 11B）则呈现出柔韧的螺旋状三维构型。这层高密度的螺旋状毛被在叶表锁闭空气，能够阻滞沙漠风沙和干热引发的水分蒸腾，同时反射强烈的紫外线辐射。
在舌状花冠的背面表皮上（abaxial surface，图 11C），电镜清晰显现了短柄头状腺体。这些腺体与植物次生代谢物的合成及分泌有关，在御防植食性昆虫中发挥作用。图 11D 呈现了典型的菊科刺状花粉粒，其表面修饰表现为密布的锐利尖刺。
雌雄蕊与冠毛结构也体现了分类细节。图 11H 揭示了其透明冠毛鳞片的边缘具有齿状边缘和褶皱结构，鳞片先端呈现出精细的褶皱锯齿。图 11I 则呈现了花柱分枝顶端乳突状的扫除毛，这在雌蕊成熟期物理扫除药筒花粉粒、促进异花授粉中必不可少。
Tetraneurinae 亚族代表属的微观结构对比
为佐证将 Ovicula 确定为独立新属的分类学决策，研究小组对同族内的五个近缘代表属开展了平行的电镜对比表征。
图 12 | Tetraneurinae 亚族不同属的扫描电子显微镜（SEM）形貌对比。
根据图 12 所示的电镜图像，这五个近缘属在微观解剖特征上存在明确的谱系分化：
在冠毛解剖特征方面，Amblyolepis setigera（图 12A）的冠毛属于宽大的钝圆鳞片状，边缘缺乏精细的锯齿。相比之下，Hymenoxys cooperi（图 12E）具有具芒的透明鳞片状冠毛，其顶端延伸呈细尖的刺芒；而 Tetraneuris scaposa（图 12I）的鳞片状冠毛边缘则密布向指状的微小刚毛。
在腺体与毛被特征方面，Baileya pauciradiata（图 12C）在管状花冠表皮发育出极高密度的短柄头状腺体，这与 Ovicula biradiata 的腺体柄长与分布密度显著不同。而在 Psilostrophe bakeri 中，其管状花冠裂片背面发育出显眼的泡状毛（vesicular trichomes，图 12F），且其瘦果表面（图 12G）具有粗壮的纵向棱脊。这与 Ovicula 瘦果上均匀分布的双叉毛特征截然不同。
借助高清晰度 SEM 数据进行解剖特征比对，确证了新属 Ovicula 拥有独特的分类性状组合。这表明，微观解剖特征表征能打破宏观性状趋同进化引发的局限，为植物系统发育和新种界定提供明确的分类学依据。
扫描电镜样品前处理工艺与全自动溅射技术的引入
高分辨率扫描电镜图像的获取，依赖于高质量的样品前处理工艺。生物样品如植物花粉、花冠和毛被不具导电能力。如果在未处理状态下直接进行电镜观察，在高能电子束的轰击下，极易积聚电荷产生荷电效应。这会导致显像局部过亮、边缘变形模糊，甚至使生物组织受热收缩或产生样品漂移。
论文研究中，技术人员遵循如下步骤：先在体视解剖镜下将花器和瘦果拆卸开，借助双面导电胶带将其牢固固定在 18 mm样品台上。
为了提供良好的表面导电性，样品被送入离子溅射仪，在 0.8 Pa 操作真空 下，将一层 5 nm 厚的金钯合金导电层均匀喷涂到样品表面，溅射时间控制在 50 秒。这样薄的金属沉积层在消除荷电效应的同时，不会因为过度堆积而填埋花粉粒表皮微刺、毛被褶皱边缘等亚微米级微细解剖细节。
要在科研实验中稳定复现上述制备质量，广州竞赢科学仪器有限公司推出的 JY-S120A 全自动离子溅射仪 能够提供可靠的仪器支持。
针对该实验流程，JY-S120A 依靠其数字化的硬件设计，实现了以下对应复现：
第一，JY-S120A 引入了精密的数字气流阀控制技术。传统的离子溅射仪往往依赖手动调节泄压针阀，难以实现定量与重复控制。而 JY-S120A 支持在 3–15 Pa 范围内以 1 Pa 为步进单位进行真空度数字设定，通过高敏电磁数字阀实时调控腔体气流平衡，防止因工作真空漂移导致薄膜颗粒结晶不均。
第二，针对热敏感的植物幼嫩组织、花粉及表皮绒毛，设备配备了低温直流磁控冷态溅射头。该结构通过靶材后方的磁场约束高能二次电子的路径，阻止其直接轰击样品表面。样品表面可以始终处于低温状态，免除了热量造成的样品形变或漂移缺陷。
第三，设备支持全流程一键自动执行。从抽低真空、腔体清洗、参数调节到溅射结束自动放气泄压均由系统控制。设备搭载的 7寸 IPS 触控屏能实时绘制动态工作真空与溅射电流曲线。内建的 6套常用工艺方案支持不同靶材（如金钯合金 Au-Pd、高纯铂 Pt、高纯金 Au）制样参数的一键调用；历史记录追溯系统则自动保存设备运行日志与靶材损耗记录，符合高校及规范化实验室的数据溯源要求。
参考资料
Manley DL, et al. Ovicula biradiata gen. et. sp. nov. (Compositae). PhytoKeys, 2025, 252: 141–162. DOI: 10.3897/phytokeys.252.137624
