地卷屬地衣1中國新記錄種
——栗色地卷(新擬)

張 浩,郭守玉,韓留福

(1 邯鄲學院 生命科學與工程學院,河北邯鄲 056005;2 中國科學院微生物研究所真菌學國家重點實驗室,北京 100101;3 河北師范大學 生命科學學院,石家莊 050024)

地卷屬(PeltigeraWilld.)常為土生和伴苔蘚生的中型至大型葉狀地衣,廣布于潮濕生境中[1-4]。該屬識別特征是無下皮層,脈紋明顯或不明顯,淡白至棕黑色,生有單一至多分枝的假根[5-7]。早在《植物種志》中,林奈就描述了現代地卷屬的2個種。

1787年,Willdenow 正式建立地卷屬并以Peltigeracanina(L.) Willd.作為地卷屬的模式標本。隨后,大量學者針對地卷屬地衣開展形態學研究,出版了許多地卷屬專著[6]。經典的地卷屬分類學主要依據地衣體形態特征進行物種劃分,并依據次生代謝產物進行輔助分類。但很多種類未檢測到次生代謝產物。

Jolanta等[8]研究發現近30種地卷屬地衣種類未能檢測出次生代謝產物,其中包含中國分布的分指地卷 [Peltigeradidactyla(With.) J.R. Laundon],因此,利用分子系統學方法輔助分析顯得尤為重要。地卷屬地衣是較早利用分子系統發育分析進行種間分類界定的類群[9]。結合地卷屬地衣形態學和化學特征,利用nrDNA的ITS序列和LSU序列的分子系統學分析進行分類,已經得到廣泛應用[1-5, 7-10]。

目前,全世界發現并記載地卷屬地衣約100種[5, 11]。2012年,吳繼農等對中國地卷屬地衣進行了系統研究,描述了中國產地卷屬地衣26種[6],近年來,Han等[1-2, 4-5]通過對采自中國的地卷屬地衣進行研究發現并描述地卷屬新種4個。許曉敏[7]和牛東玲[12]分別報道了中國新記錄1種。至今中國已報道地卷屬地衣32種[5-6]。作者在研究東亞地卷屬地衣過程中,根據形態特征、特定序列比對和分子系統學分析確定1中國新記錄種——栗色地卷 (PeltigeracastaneaGoward, Goffinet &Mi?dl.)。該種產于歐洲、北美和南極洲[13-14],本研究為亞洲首次報道。

1 研究材料

研究所用標本采自中國河北省小五臺山山澗口保護區,生于近路邊砂石土上,附近生有稀疏的草本植物和苔蘚植物(40°02′N,115°06′E)。標本現存于中國科學學院微生物研究所真菌標本館地衣標本室(HMAS-L)。

2 研究方法

2.1 形態學觀察

利用解剖鏡 (Motic SMZ-140) 進行形態學觀察;對標本的地衣體裂片進行徒手切片,制作臨時水裝片,Leica DM500生物顯微鏡觀察。利用薄層色譜法 (TLC),使用溶劑系統C測定引證標本的地衣次生代謝產物[14]。

2.2 nrDNA-ITS序列測定及分析

DNA提取:選取研究標本的前端幼嫩裂片,使用DNA提取試劑盒(DN-14試劑盒)進行DNA提取和純化。

ITS-DNA的擴增體系為:參考劉玉潔等[16]和Zhang等[17-19]的方法擴增ITS1、2和5.8 S nrDNA,PCR引物為ITS5和ITS4[20]。

PCR反應用50 μL體系:MIX 25 μL(含dNDP,Buffer,Taq酶),模版DNA 2 μL,引物ITS5 1 μL,ITS4 1 μL,ddH2O 21 μL。

PCR反應程序:95 ℃預變性5 min,然后進入連續35個循環(94 ℃變性40 s;54 ℃退火40 s,72 ℃延伸40 s),循環結束后72 ℃延伸10 min。

PCR產物送至金唯智公司(蘇州)進行測序[21]。

用Mega X軟件對所測得的ITS序列和從GenBank中通過Blast檢索獲得的參考序列進行比對;利用最大似然法 (Maximum Likelihood method),GTR+G (General Time Reversible and Gamma)和 K2+G+I (Kimura 2-parameter and Gamma)模型構建系統發育樹,系統樹的每個分支的統計學顯著性分析以Bootstrap方法進行檢驗,重復次數為1 000次[19]。

3 結果與分析

3.1 ITS序列比對和系統發育分析

研究標本ITS序列與已經提交的栗色地卷序列比對結果一致性為98.3%～99.1%,系統發育樹(圖1)顯示:該研究標本ITS序列與GenBank中Peltigeracastanea的ITS序列聚為一支,并具有很高的支持強度 (95/99%)。

分支上標注的數字為自展支持值,“●”為中國產栗色地卷標本。圖1 栗色地卷及來自GenBank的相似物種的ITS序列構建的ML系統發育樹The bootstrap values are shown above or below the branches, specimens from China are labeled with ●.Fig.1 ML phylogenetic tree of ITS sequences for Peltigera castanea and some similar species retrieved from GenBank

3.2 栗色地卷

栗色地卷(圖2):PeltigeracastaneaGoward, Goffinet &Mi?dl., in Goffinet, Miadlikowska &Goward, Bryologist, 106(3): 359(2003)。

栗色地卷形態相似種檢索表The key to the morphologically similar species of P. castanea

地衣體葉狀,疏松貼生于基物,直徑達8 cm左右;裂片部分重疊,寬0.5～1.0 (～1.5) cm,長度常與寬度相當,前端邊緣明顯上翹或上卷,不規則分叉;中部常下凹(圖2,A)。地衣體上表面灰褐色至暗褐色,中部稍具光澤,裂片頂端邊緣稍具絨毛;具有暗褐色疣狀凸起、凸起開裂后形成顆粒狀、褐色粉芽,并聚集成不規則圓形,長2～3 mm(圖2,B);無粉霜、裂芽和小裂片。下表面脈紋扁平、網狀,邊緣淡白色,中部呈暗白色、淡褐色至淡黑色;假根密集、束狀、叢生,頂端呈柔毛狀,與脈紋顏色一致(圖2,C)。地衣體徒手切片觀察顯示:地衣體分為3層分別是上皮層、藻胞層和髓層,無下皮層,為異層地衣。光合共生物:藍細菌。

子囊盤:未見。

化學:未檢測到次生代謝產物 (TLC)。

分布:加拿大[13];俄羅斯[14];愛沙尼亞[14];南極洲[14];中國(河北省)。

研究標本:河北省涿鹿縣小五臺山山澗口管理區,40°02′N,115°06′E,海拔1 800 m,伴蘚土生,采集時間2020年6月5日,韓留福和張煥兵20210605901(GenBank No. OP466920),20210605902(GenBank No. OP466921) (HMAS-L)。

4 討 論

本研究標本和栗色地卷模式標本形態略有差異,區別在于前者下表面邊緣密集脈紋和柵欄狀假根不明顯或無。栗色地卷是一種界定明顯的地卷屬地衣,屬于分指地卷組,該組地衣種類的地衣體上表面具有粉芽,包括栗色地卷、分指地卷、細薄地卷(PeltigeraextenuataLojka)、P.lambinoniiGoffinet和P.ulcerataMüll. Arg.等5種[13](檢索表)。中國產該組地卷屬地衣3種:栗色地卷、分指地卷[5]和細薄地卷[5]。栗色地卷與P.extenuata最為相似,其區別在于后者上表面淡灰色至淡褐色、無光澤、具豐富密集的絨毛,中部常平展,無下凹和暗褐色疣狀凸起;下表面脈紋及假根常為淡白色[13]。