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木兰藤科是一种常绿木质的藤本植物,其主茎松散缠绕,扁平的枝条直立且叶状。植物的薄壁组织在皮层中包含球形油细胞,还有些细胞含草酸钙结晶,但不含生物碱。茎节特征为单叶隙,有二维管束痕迹,髓部木质化,导管呈现梯纹穿孔板。输水分子大部分无穿孔,可能是厚壁的管胞,部分具有横隔,核数通常为数个,边缘纹孔较为明显,木薄壁组织以傍管型为主。
叶序为对生或近对生,叶片光滑,革质,单叶全缘,有羽状脉。气孔类型多样,包括平列型和不规则型。叶柄短而粗壮,通常弯曲,托叶缺失。木兰藤科的花大且单生于叶腋,散发出腐败气味,推测为昆虫,特别是蝇类,进行传粉。花为两性,下位,花被片约12片,排列紧密,外侧为萼片状,内侧逐渐增大成花瓣状。雄蕊密布紫色斑点,12-25枚,分为可育和退化的部分。可育雄蕊浅绿色,花瓣状,不分化为花丝和花药,具有四孢子囊,小孢子囊成对排列。花粉粒为双核,球形,具单萌发沟。雌蕊通常为6-9个,离生并呈螺旋状排列,心皮带柄,每个心皮有一长花柱和柱头。胚珠数目为8-14个,胎座片状,倒生,双珠被,珠心厚实。
果实呈鲜橙黄色,椭圆状球形,多汁,属于浆果。种子较大,有革质种皮,外层包裹着肉质种皮。胚相对较小,为双子叶,胚乳丰富,质地嚼烂。木兰藤科的染色体数目为2n=44。
木兰藤科(AUSTROBAILEYACEAE Croizat 1943 nom. conserv.) 常绿木质藤本