隐身斗篷之下——欧洲及格陵兰地区Aneura pinguis(L.)Dumort.隐存类群(cryptic lineages)的秘密世界

《Plant Systematics and Evolution》:Under the invisibility cape: the secret world of Aneura pinguis in Europe and Greenland

【字体: 时间:2026年06月12日 来源:Plant Systematics and Evolution 1.6

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  摘要:研究人员对采自全球特别是西欧的简单叶状体苔类Aneura属多个居群进行了标准质体DNA条形码(marker: rbcL, matK, psbA-trnH, rpoC1, trnL-trnF)及核内转录间隔区(ITS)测序。Barcode of Life

  
摘要:研究人员对采自全球特别是西欧的简单叶状体苔类Aneura属多个居群进行了标准质体DNA条形码(marker: rbcL, matK, psbA-trnH, rpoC1, trnL-trnF)及核内转录间隔区(ITS)测序。Barcode of Life Database(BOLD)数据集目前包含433份Aneura标本的DNA条形码数据,另有386份数据来自GenBank或BOLD。通过建树方法,研究人员认为欧洲及格陵兰地区至少有十二个取样充分且支持良好的支系(lineage)应被承认至物种水平。对这些支系的生态学与形态学研究揭示了部分与遗传支系相对应的形态特征。本文基于分子与形态学数据的结合,描述了Aneura属十个新种。
《Under the invisibility cape: the secret world of Aneura pinguis in Europe and Greenland》论文解读
研究背景与立项依据
传统分类中,简单叶状体苔类(simple thalloid liverwort) Aneura pinguis(L.) Dumort. 被认为是一种广布且常见的物种,报道分布范围从北极延伸至热带及南温带,涵盖欧洲全境及北美等地。然而早期学者(Schuster 1989, Proskauer 1971)已质疑单一物种能否跨越如此巨大的生态与地理跨度。此前基于等位酶(isozyme)、ISSR及质体DNA序列的研究暗示欧洲A. pinguis复合体中存在多个隐存种(cryptic species,标记为A-J等),但由于缺乏系统的形态学界定与正式分类处理,这些遗传谱系未被正式命名,导致无法准确评估其分布、稀有度及受威胁状况。为稳定Aneura属命名并揭示其真实多样性,研究人员开展了基于大规模DNA条形码与形态比较的综合分类(integrative taxonomy)研究。
主要实验方法
研究人员采集欧洲(侧重英国与挪威)及全球其他地区的Aneura标本共433份进行DNA条形码测序,并在BOLD(Barcode of Life Database)建立DS-ANEURA数据集,辅以GenBank已有序列;选用质体标记rbcL、matK、rpoC1、psbA-trnH及trnL-trnF,部分样本扩增核ITS2区域;采用Sanger测序与Oxford Nanopore Technologies(ONT)扩增子测序获取序列;使用PAUP*进行最大简约法(MP)与RAxML-NG进行最大似然法(ML)系统发育分析;选取代表居群制作叶状体横切面装片,于光学显微镜下观测表皮细胞与中央细胞大小、叶状体厚度、油体(oil body)特征、假根(rhizoid)分布及内生真菌菌丝(fungal hyphae),并结合雌雄配子体形态差异进行物种界定。
研究结果
Molecular data(分子数据)
通过对433份以上样本的多基因串联矩阵(rbcL, matK, rpoC1, psbA-trnH)及单基因(trnL-trnF, ITS)分析,ML与MP树均支持欧洲及格陵兰Aneura样本归入17个支系,其中15个无正式分类名。除已确认的Aneura pinguiss.str.(对应前人 cryptic种F,以英格兰近模式产地标本选定epitype)、Aneura maxima(Schiffn.) Steph.(欧洲记录实为A. euromaximaA. grandis)、Aneura mirabilis(Malmb.) Wickett & Goffinet(曾用名Cryptothallus mirabilis,嵌于A. pinguis支系内)外,其余支系构成新分类群。部分支系含亚分化(如A. borealis含A1/A2/A3,A. stotlerorum含C1/C2)。
Morphological observations(形态学观察)
结合DNA谱系对雄株或无性成熟叶状体(避免雌雄二形性干扰)测量显示:叶状体宽度0.85–5.5 mm;A. euromaximaA. grandis具明显单胞边缘(unistratose margin)达约10个细胞宽,A. trollica亦具此特征但较窄;叶状体横切面形状(扁平至明显U形)、中央细胞长宽比(A. putridos中央细胞高于宽)、油体大小与色泽(A. atlantica油体5–12 μm,褐黄,其余多为无色<5 μm)、假根丰度及内生菌丝有无(A. euromaxima通常无菌丝,其余多数有)可作为区分性状。大部分物种存在雌雄二形性(雌株更宽且分枝不规则),A. euromaximaA. grandisA. stotlerorum两性形态相似。
讨论与结论(翻译浓缩)
广泛报道的Aneura pinguiss.lat.是多源并系复合体,含多个遗传与形态上分化的谱系。本研究利用DNA条形码将标本快速归类并结合形态—生态学特征,正式描述并命名了欧洲及格陵兰地区的10个新种及2个此前已确认但重新界定的类群,分别为:Aneura atlanticaD.G.Long & Séneca sp. nov.(大西洋沿岸酸性沼泽)、Aneura borealisL.L.Forrest & D.Bell sp. nov.(北欧及山地富营养沼泽)、Aneura euromaximaD.G.Long & D.Bell sp. nov.(欧洲中部富营养沼泽及林地溪流,曾被误订为A. maxima)、Aneura europaeaSéneca & D.Bell sp. nov.(西欧广布,泥炭/腐殖质基质)、Aneura grandisD.G.Long & L.L.Forrest sp. nov.(石灰岩湿地及北欧贝壳砂地)、Aneura hyperboreaK.Hassel & L.S?derstr. sp. nov.(北方富营养沼泽,叶状体薄)、Aneura kalaallitiK.Hassel & L.S?derstr. sp. nov.(格陵兰极地苔原沼泽)、Aneura putridosL.S?derstr. & A.Alegro sp. nov.(朽木生,中央细胞高>宽)、Aneura stotlerorumL.L.Forrest, D.G.Long & L.S?derstr. sp. nov.(矿质土或高山溪流边,强U形叶状体)及Aneura trollicaK.Hassel & Séneca sp. nov.(斯堪的纳维亚及斯洛文尼亚富营养沼泽,具不规则单胞边缘);加上经epitypification限定的Aneura pinguis(L.) Dumort. s.str.及转组合的Aneura mirabilis(Malmb.) Wickett & Goffinet,完成了该区域Aneura主要类群的分类学整饬。残留未命名谱系(B1, B2, H, I及cf. pinguis)因样本少暂未描述。研究证实大部分欧洲既往"A. pinguis"记录实为上述新种,真正的A. pinguiss.str.限于排水良好之沙丘或石灰岩生境。DNA条形码特别是rbcL与psbA-trnH可有效鉴别各谱系,Oxford Nanopore扩增子测序降低了成本并可同时获取菌根共生菌(如Tulasnella) ITS序列。该综合分类框架为全球Aneura属修订及隐存苔类生物多样性评估奠定基础。
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