中国南方地衣新物种的形态学与分子系统学研究:揭示隐球衣属(Cryptothecia)和多星衣属(Myriostigma)的物种多样性

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:MycoKeys 2.8

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  本研究针对中国南方热带地区隐球衣属(Cryptothecia)和多星衣属(Myriostigma)地衣分类难题,通过形态学观察结合mtSSU、RPB2和nuLSU多基因系统发育分析,发现并描述了4个新物种(C. disjecta、C. sorediatum、M. melanovillosa和M. visus-blotch),提供了详细的形态特征描述和化学分析数据,更新了中国地区这两个属的分类检索表,为热带地衣多样性研究提供了重要基础资料。

  

在热带和亚热带地区茂密的森林中,生长着一类特殊的地衣生物——隐球衣属(Cryptothecia)和多星衣属(Myriostigma)。这些不起眼的生物虽然外表朴素,却蕴含着惊人的物种多样性。然而,由于它们形态特征相似,传统分类方法难以准确区分不同物种,这给生物多样性研究和保护带来了巨大挑战。特别是在中国南方这片生物多样性热点区域,这两个属的分类研究仍存在大量空白。

为了解决这一难题,山东师范大学的研究团队开展了系统性的研究。他们跋涉于海南和云南的热带雨林中,采集了大量地衣标本,运用现代分子生物学技术结合传统形态学方法,揭开了这些神秘生物的面纱。研究成果发表在专业期刊《MycoKeys》上,不仅发现了4个科学界从未记录过的新物种,还更新了中国地区这两个属的完整分类体系。

研究人员采用了多项关键技术:通过体视显微镜和光学显微镜进行形态学观察;使用化学试剂(C、K、P、I)进行显色反应检测;采用薄层色谱法(TLC)分析次生代谢产物;利用Sigma-Aldrich REDExtract-N-Amp Plant PCR Kit提取基因组DNA;扩增mtSSU、RPB2和nuLSU三个基因序列;通过MAFFT v.7.0.26进行序列比对;采用最大似然法(ML)和贝叶斯推断(BI)构建系统发育树。所有标本均保藏于山东师范大学植物标本馆(SDNU)地衣部。

研究结果部分,"系统发育分析"显示,基于mtSSU-RPB2-nuLSU联合数据集构建的系统发育树支持将四个新分类群分别归入隐球衣属和多星宝属。新物种C. disjecta和C. sorediatum与隐球衣属模式种C. subnidulans聚为一支,而M. melanovillosa和M. visus-blotch则与多星衣属物种形成明显分支。

在"分类学"部分,研究人员详细描述了四个新物种:

  1. Cryptothecia disjecta以其疣状假衣瘿松散分布在叶状体上为特征,假衣瘿上部白色或具深色斑点,含有石膏酸(gyrophoric acid)和地卷酸(lecanoric acid)。
  2. Cryptothecia sorediatum具有I-髓层和球状粉芽堆,同样含有石膏酸和地卷酸。
  3. Myriostigma melanovillosa的叶状体具黑色或紫色斑点,子囊孢子透明至淡黄色(63-71×26-33 μm),含有石膏酸和汇合酸(confluentic acid)。
  4. Myriostigma visus-blotch具有透明子囊孢子和由许多不规则小斑块组成的子囊盘区域,这些小斑块呈放射状延伸排列,化学成分类似M. melanovillosa。

研究还提供了中国已知隐球衣属和多星衣属物种的更新检索表。在"讨论"部分,作者指出这些新物种的发现丰富了中国热带地区的地衣多样性记录。特别值得注意的是,M. visus-blotch在云南西双版纳分布广泛,其子囊盘发育过程独特,从略高于叶状体的小突起逐渐发展为多个小斑块或在叶状体中心呈放射状延伸。研究人员还发现一个有趣现象:具有子囊的标本通常没有分生孢子器,而有分生孢子器的标本通常没有子囊。

这项研究通过整合形态学、化学和分子数据,解决了隐球衣属和多星衣属物种鉴定难题。四个新物种的发现不仅增加了科学界对热带地衣多样性的认识,也为后续的生态学和保护生物学研究奠定了基础。研究人员特别强调,中国南方的热带森林中可能还隐藏着更多未被描述的地衣物种,值得进一步探索。研究提供的详细形态描述、化学特征和DNA序列数据,将为全球地衣分类学研究提供重要参考。

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