伊朗西北部阿拉斯巴兰地区披碱草属（禾本科；小麦族）新种——Elymus arasbarani sp. nov.的形态学与分子系统学鉴定

《Nordic Journal of Botany》：Elymus arasbarani sp. nov. (Poaceae; Triticeae), genus Elymus sect. Elytrigia from Arasbaran, northwest Iran

　　

在2022–2024年对伊朗披碱草属（Elymus）物种进行的生物系统学研究中，研究人员在伊朗西北部阿拉斯巴兰（Arasbaran）地区发现了一个披碱草属新种。该新种在形态上与偃麦草（Elymus repens）和 elongatiformis 披碱草（Elymus elongatiformis）接近，但在花序形态、颖片（glumes）形状与大小以及外稃（lemma）特征上存在明显差异。该物种具长匍匐根状茎（rhizomes），生于田间潮湿环境。研究提供了新种的详细分类学描述、近缘种的比较分析、相近物种的检索表、彩色照片、插图、分布图、生态学注释，以及展示该新种与其近缘种系统发育关系的最大似然（maximum likelihood, ML）树。

论文解读：伊朗西北部披碱草属新种 Elymus arasbarani 的发现与系统学鉴定

一、研究背景与科学问题

披碱草属（Elymus L.）隶属于禾本科（Poaceae）小麦族（Triticeae），是小麦、大麦和黑麦等重要经济谷物的近缘属，同时在伊朗及全球范围内也是极具价值的多年生牧草资源。根据Bidarlord和Ghahremaninejad（2022）的统计，Elymus 在伊朗禾本科植物中物种数量位居第六，且拥有七个特有种，是伊朗植物区系中特有种数量第二多的禾本科类群。

关于该属的界定，学术界存在两种主要的分类处理方案。基于基因组组成的分类系统（Dewey 1984；L?ve 1984）将狭义披碱草属（Elymus s.s.）限定为仅含StH基因组组合的物种（共172个异源多倍体种），而具有其他基因组组合的物种则被归入偃麦草属（Thinopyrum）、假鹅观草属（Pseudoroegneria）、Douglasdeweya、鹅观草属（Roegneria）和Kengyilia等不同属中。与此相对，广义的披碱草属概念则涵盖所有在整体形态上具有亲缘关系且不强调基因组组合的物种（Tzvelev 1973, 1976；Melderis 1978；Salomon和Lu 1992；Feldman和Levy 2023）。

Melderis（1978）提出的广义披碱草属分类系统被众多分类学家广泛接受（Salomon 1994；Assadi和Runemark 1995；Assadi 1996, 2017），本研究亦遵循该分类框架。Elymus sensu Melderis 包含超过263个物种，具有St、H、P、W、Y、J、E等不同亚基因组组合，倍性水平从二倍体到十倍体不等。Melderis（1980）将该属划分为五个组：Elytrigia、Goulardia、Elymus、Hystrix和Caespitosae，并将具长匍匐根状茎和平展叶的物种归入Elytrigia组，该组的模式种为Elymus repens（L.）Gould。此前研究表明，Elytrigia组在伊朗分布有三个物种：Elytrigia repens、Elytrigia elongatiformis（Drobow）Assadi和Elytrigia hispidus（Opiz）Melderis。

在2022–2024年对伊朗披碱草属进行的生物系统学研究中，研究人员从阿拉斯巴兰地区（伊朗西北部）采集到一些与已知Elymus物种明显不同的样本，无法归入任何已知物种，从而促使了本项研究的开展。该研究的目的是：将该物种与Elytrigia组内现有近缘种（特别是E. repens和E. elongatiformis）进行比较，并提供分子证据以确认其独立物种地位。

二、主要技术方法

研究人员在2022–2024年间从伊朗163个地点采集了约1500份个体样本，并查阅了伊朗多个标本馆、德国耶拿大学标本馆（JE）以及华南植物园标本馆（IBSC）的约1000份腊叶标本，同时研究了POWO、NYBG、莫斯科数字标本馆、中国数字植物标本馆和GBIF等在线数字标本馆资源。形态学分析依据相关文献对所有样本进行鉴定，其中172份样本（包括新种）属于Elytrigia组。分子系统学分析方面，研究人员从13个近缘种的硅胶干燥叶片中提取总基因组DNA，对matK区域进行PCR扩增和Sanger测序，并使用最大似然法（ML）和贝叶斯推断法（BI）构建系统发育树。

三、研究结果

3.1 新种分类学处理

新种被命名为Elymus arasbarani Karimi & Saeidi sp. nov.，模式标本（Holotype, HUI-24100）采集自伊朗东阿塞拜疆省阿拉斯巴兰保护区，卡利巴尔以西，纳比詹附近，海拔2560–2640 m，2022年7月29日。种加词“arasbarani”源于其模式产地阿拉斯巴兰保护区。

3.2 形态学诊断特征

形态学比较表明，新种与E. repens和E. elongatiformis亲缘关系较近，而与E. hispidus差异较大。E. hispidus因具短根状茎、丛生生长型、革质叶和颖片以及截形、圆形或钝形颖片先端而与组内其他物种明显不同。E. elongatiformis与E. repens和E. arasbarani的差异在于：叶鞘上无叶舌或叶舌极度退化为两个小附属物、小穗弯曲且小花朝向花序穗轴、穗轴节间长度超过15 mm、颖片不等长且上颖为所有近缘种中最短。E. arasbarani区别于E. repens的关键特征包括：叶舌为半发育附属物且具环绕茎的叶环（collar）、叶鞘边缘明显具缘毛（ciliate）、叶和颖片质地半革质、穗轴呈波状（sinuate）、穗轴边缘粗糙且明显具细齿、小穗远离穗轴着生（不弯曲也不覆瓦状）、颖片等长且具芒、上颖中脉显著且粗糙、外稃始终具芒、浆片（lodicules）3枚。在植株颜色方面，E. arasbarani具有独特的紫色花序节间、颖片和外稃，使其与三个近缘种明显区分。

3.3 分子系统学关系

基于matK序列的最大似然树显示，E. arasbarani在系统发育上明确归属于Elytrigia组，与E. repens和E. elongatiformis亲缘关系较近，与形态学结论一致。在组内四个研究物种中，E. hispidus因具短根状茎、丛生型、叶和颖片革质等特征而与其他物种距离较远。部分分类学家（如POWO 2025）建议将E. hispidus从该组中排除（如处理为Thinopyrum intermedium subsp. intermedium），但本研究认为该处理缺乏充分依据，建议对该分类群进行更详细的研究，因此在本研究中仍将其保留在Elytrigia组内。此外，Melderis（1980）曾将E. elongatiformis视为E. repens的亚种，但本研究结果与Assadi和Runemark（1995）的观点更为一致，即二者应作为独立物种处理。

3.4 分布、生态与保护状况

Elymus arasbarani为局部特有物种，目前仅报道于伊朗东阿塞拜疆省，主要分布于高海拔地区（2500–2700 m），生于小麦和大麦田边缘的潮湿环境中。根据伊朗气象组织的年度报告，该地区具有非常湿润和寒冷的气候条件。按照IUCN红色名录类别和标准，E. arasbarani被评估为“极度濒危”（CR B1ab(iii)+B2ab(iii)），其依据是分布范围极为有限（EOO和AOO均为5 km2，远低于极度濒危阈值），且仅知一个位于未保护区内的小种群，面临集约化牲畜放牧导致的持续栖息地退化。

3.5 鉴定检索表

研究提供了区分E. arasbarani与其近缘种的检索表，主要依据根状茎长度、生长型、颖片质地、花序节间长度、小穗弯曲方向、颖片和外稃是否具芒、穗轴是否波状、叶舌形态及颖片边缘是否具膜质等特征进行区分。

四、结论与意义

本研究通过形态学比较与分子系统学分析相结合的方法，确认了Elymus arasbarani作为Elytrigia组内一个独立新种的地位。该新种的发现丰富了伊朗披碱草属的物种多样性，使该组在伊朗的物种数量从三个增加到四个。研究提供的详细分类学描述、比较分析、检索表、生态学信息和分子系统学证据，为后续的物种鉴定和保护工作奠定了基础。鉴于该物种极度濒危的保护状况，研究结果也强调了对其栖息地进行保护的迫切性。此外，该物种作为小麦族的一员，其与重要经济谷物的近缘关系使其在牧草利用和遗传资源保护方面具有潜在价值。