整合形态学与多基因系统发育的 Mallomonas 属 Peroneides 组(金藻纲)综合修订(新地位)

《Journal of Phycology》:Comprehensive revision of Mallomonas sect. Peroneides stat. nov. (Chrysophyceae) integrating morphology and multigene phylogeny

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月06日 来源:Journal of Phycology 4.3

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  Mallomonas是金藻纲(Chrysophyceae)中多样性最高的属之一,然而由于分子采样有限,其许多谱系在分类学上仍未解决。Peronoides系列(series Peronoides)在历史上仅包含四种,长期存在分类困难,其中最突出的问题是依赖一种稀

  
Mallomonas是金藻纲(Chrysophyceae)中多样性最高的属之一,然而由于分子采样有限,其许多谱系在分类学上仍未解决。Peronoides系列(series Peronoides)在历史上仅包含四种,长期存在分类困难,其中最突出的问题是依赖一种稀有的半球形结构来区分孟加拉Mallomonas(M. bangladeshica)与Péronides Mallomonas(M. peroneides)。研究人员对原先作为Peronoides系列处理的Mallomonas组Peroneides(新地位,stat. nov.)进行了全面修订,整合了详细的形态学分析与五基因系统发育分析。从五个国家的15个淡水地点分离的31株藻类,基于核核糖体内部转录间隔区(internal transcribed spacer, ITS)DNA区域,被划分为七个支持良好的分支。其中四个分支对应于先前已描述的物种(M. bangladeshica、M. ceylanica、M. peroneides、M. stellata),而三个分支代表新分类单元:M. cotyloides sp. nov.、M. neotropica sp. nov.和M. palmata sp. nov.。形态学重新评估(包括原始图标型)在鳞片结构、次生层分布方面确定了可靠的诊断特征,并通过实验证实了半球形结构的形成具有温度依赖性。系统发育分析揭示了该组内两个深分化的谱系,反映出中央凹陷形态和鳞片多样化的不同进化轨迹。生物地理学和生态学数据表明,该类群主要与温暖、腐殖质的淡水栖息地相关,但部分类群可耐受明显更冷的环境。这些结果共同细化了物种界限,解决了长期存在的分类学模糊问题,并为Mallomonas未来的分类学、系统发育学和生态学研究建立了坚实的框架。
Mallomonas属(Chrysophyceae)物种多样但许多谱系分类未决,特别是Peroneides组(原series Peronoides)因依赖稀有半球形结构区分M. bangladeshica与M. peroneides而长期存在分类困难。研究人员从捷克、韩国、印度尼西亚、越南、美国的15个淡水地点采集样品,分离31株藻类,整合形态学(光学显微镜light microscopy, LM; 透射电子显微镜transmission electron microscopy, TEM; 扫描电子显微镜scanning electron microscopy, SEM)和五基因(nuclear SSU rDNA, nuclear LSU rDNA, plastid LSU rDNA, plastid rbcL, plastid psaA)系统发育分析,对Mallomonas sect. Peroneides进行综合修订。通过ITS rDNA谱系分型确定7个分支,结合形态测量与非度量多维尺度分析(nonmetric multidimensional scaling, NMDS)界定物种界限,并基于培养实验验证半球形结构的温度依赖性。系统发育分析采用最大似然法(maximum likelihood, ML)和贝叶斯法(Markov chain Monte Carlo, MCMC),最终描述3个新种,厘清物种关系与演化趋势。

**Taxonomic revisions and diagnoses**
通过比较31株菌株的硅质鳞片形态与原始图标型,结合NMDS排序,将7个分支分别对应至M. bangladeshica、M. ceylanica、M. peroneides、M. stellata及3个新种(M. cotyloides sp. nov., M. neotropica sp. nov., M. palmata sp. nov.)。对各物种进行了修订描述、诊断特征和分布范围界定。

**Phylogeny of Mallomonas section Peroneides**
基于核ITS rDNA区域构建的系统发育树将31株菌株分为7个支持良好的种级谱系(对应上述7个物种)。基于五基因连接数据集(9991个碱基, 82株Mallomonas与4个外类群)的贝叶斯系统发育树显示,Mallomonas sect. Peroneides形成一个强支持的单系分支,与sect. Planae为姐妹群。组内分为两个主要分支:一支包含M. bangladeshica(最早分化)与M. neotropica+M. stellata(姐妹种);另一支包含M. peroneides+M. palmata与M. cotyloides+M. ceylanica。此前被错误鉴定的菌株(如Hoesan061007G, Gungnam092213J等)被重新归属。

**Morphological analyses of siliceous scales**
基于11个定量和2个定性鳞片性状的NMDS分析(压力值0.12)表明,各分支形成离散且不重叠的聚类,图标型与相应菌株分组一致。形态变异主要由鳞片宽度、中央凹陷大小、次生层延伸范围、乳突有无及网状纹饰等特征决定,为物种划分提供了定量依据。

**讨论与结论**
讨论部分总结如下:Mallomonas sect. Peroneides是Mallomonas属中最早分化的谱系之一,约1.75亿年前分化,其鳞片形态在数千万年中被高度保守。基于系统发育,中央凹陷为祖先性状,在M. stellata中完全丢失,在M. cotyloides和M. ceylanica中发生缩小或拉长。半球形结构并非稳定分类特征,实验表明其在温度≥24°C时可诱导形成,且与pH和硅浓度无关,因此不应用于区分M. bangladeshica与M. peroneides。生物地理学上,M. bangladeshica广泛分布于全球热带亚热带,M. palmata见于温暖区域及温带,M. cotyloides和M. stellata呈间断分布,M. neotropica限于中美洲,M. ceylanica主要见于东南亚。这些物种多偏好温暖、腐殖质丰富的水体,但部分类群可耐受较低温度。此外,Mallomonas sect. Peroneides的细胞形态与已失效的属Conradiella相似,综合证据提示Conradiella可能是Mallomonas属内的一个谱系。

翻译研究结论部分:“这些结果共同细化了物种界限,解决了长期存在的分类学模糊问题,并为Mallomonas未来的分类学、系统发育学和生态学研究建立了坚实的框架。”
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