五味子族的植物呈现独树一帜的形态特征。作为一类木质藤本,它们的叶子采取单叶互生排列,叶面常点缀有透明的腺点,叶柄修长且不具有托叶。这些植物开出的花朵性别单一,雌雄异株,独立于叶腋处出现,偶尔亦会组成小型花簇。花萼的结构多样,由2至多层构成,排列方式不一,雄花拥有120根或更少的雄蕊,共同组成肥厚的雄蕊群;而雌花则有12至300根离生的雌蕊,它们联合形成球形或椭圆形的雌蕊群,种子数量从1颗到5颗不等,具有丰富的胚乳,并且富含油质。
五味子族的内部构造同样别具一格,含有香精油细胞、粘质细胞和石细胞,并含有鞣质和花青素苷,但不含鞣花酸。它们的节部特征表现为单叶隙和三迹结构,导管分子具有梯状穿孔,管状分子带有明显的边缘纹孔。木射线由异型细胞组成,其宽度可在1至3个细胞之间变化。木薄壁细胞分布或聚或散,筛管由S质体构成。花粉粒呈扁球形,极面近圆形,沟槽结构复杂,表现为3沟或非规则多沟,沟膜中线显著加厚。
在染色体层面上,五味子族的基数为x=7或x=14,二倍体染色体数为28。它们与木兰族和八角族关系紧密,均属于双子叶植物的原始类群。五味子族的特性,诸如木质藤本结构、花托的形态多样性,特别是雄花托形成的肉质雄蕊群,以及雌花的浆果形态,均反映出它们在进化过程中与木兰族和八角族的区别。
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