貴州省麻陽河保護區(qū)地衣多樣性的研究*

孟慶峰，賈澤峰，張　濤，楊鴻強，鄒啟先，付少彬▲

(1遵義醫(yī)學(xué)院 ，貴州　遵義　563000；2聊城大學(xué)，山東　聊城　252000；3中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院　醫(yī)藥生物技術(shù)研究所，北京　100050；4麻陽河保護區(qū)管理局，貴州　銅仁　554300)

?

貴州省麻陽河保護區(qū)地衣多樣性的研究*

孟慶峰1，賈澤峰2，張濤3，楊鴻強1，鄒啟先4，付少彬1▲

(1遵義醫(yī)學(xué)院 ，貴州遵義563000；2聊城大學(xué)，山東聊城252000；3中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院醫(yī)藥生物技術(shù)研究所，北京100050；4麻陽河保護區(qū)管理局，貴州銅仁554300)

摘要：本次地衣多樣性考察以麻陽河為中心，分別選擇上游、下游以及保護區(qū)核心地帶區(qū)域的河邊、兩岸巖石和部分森林為考察點，對保護區(qū)的樹皮、石頭、土層及苔蘚上的地衣進行調(diào)查采集。經(jīng)形態(tài)、化學(xué)成分、分子生物學(xué)方法鑒定，該次考察共發(fā)現(xiàn)10科(石蕊科、絨衣科、瓶口衣科、文字衣科、茶漬衣科、網(wǎng)衣科、蜈蚣衣科、梅衣科、雞皮衣科、樹花科)16屬，共30種地衣。其中數(shù)量最多的是梅衣科，有5個屬，9個種。此次考察結(jié)果顯示麻陽河保護區(qū)地衣物種比較豐富、多樣性較高，填補了該保護區(qū)地衣資源調(diào)查的空白，為后續(xù)研究開發(fā)提供理論參考。

關(guān)鍵詞：地衣；麻陽河保護區(qū)；物種；多樣性

貴州省麻陽河國家級自然保護區(qū)位于黔東北沿河土家族自治縣及務(wù)川仡佬族苗族自治縣接壤處，地理位置為北緯28°37′30″～28°54′20″，東經(jīng)108°3′53″～108°19′45″。主要保護對象是國家一級重點保護野生動物黑葉猴及其棲息地，屬野生動物類型的自然保護區(qū)。該保護區(qū)內(nèi)野生動植物資源種類繁多，享有野生動植物基因庫的美譽，兼有典型的喀斯特地貌景觀。保護區(qū)屬中亞熱帶溫暖濕潤季風(fēng)氣候類型。熱量豐富，雨量充沛，濕度適中，冬涼，夏熱，四季分明。保護區(qū)年均降水量為1 158.7 mm，年均經(jīng)流量428.2 mm，年均蒸發(fā)量735.6 mm，與年均降水量基本保持平衡。麻陽河保護區(qū)從1987年建立至1991年完成了本底資源調(diào)查，1996年至1997年協(xié)同貴州省林業(yè)廳保護處完成黑葉猴生態(tài)習(xí)性監(jiān)測研究。2003年保護區(qū)管理局在中國科學(xué)院昆明動物所的資助下完成了黑葉猴種群數(shù)量調(diào)查，2004年在國際野生動植物保護協(xié)會FFI項目的資助下，國內(nèi)外專家及貴州省內(nèi)保護區(qū)科研人員參加完成了黑葉猴保護現(xiàn)狀調(diào)查項目。國內(nèi)很多高校北京林業(yè)大學(xué) ，西南林學(xué)院，貴州師范大學(xué)，東北林業(yè)大學(xué)，吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)，貴州大學(xué)等把保護區(qū)作為科研教學(xué)基地，對該保護區(qū)內(nèi)的地衣物種多樣性未見報道，本次調(diào)查研究尚屬首次。

地衣是一類由真菌(共生真菌)和藻類(共生藻)結(jié)合而成的，穩(wěn)定、自立的聯(lián)合體。其種類很多，目前已知的有525個屬，13 500種[1]。在過去很長一段時間里，人們都把地衣歸為植物類群，直到十九世紀中葉，才發(fā)現(xiàn)它是一類菌藻共生的特殊生物。但由于每種地衣都有其特殊的形態(tài)、構(gòu)造和習(xí)性，所以植物學(xué)家把其作為一個獨立的類群來分類。地衣共生菌絕大多數(shù)為子囊菌，共生藻有綠藻和藍細菌，以綠藻為主[2]。經(jīng)研究，多數(shù)人認可的一種觀點為：地衣共生菌菌絲為地衣的主要部分，司職吸收空氣或基質(zhì)等環(huán)境中的水分、礦物質(zhì)及空氣等，并形成一定的形態(tài)結(jié)構(gòu)，為共生藻提供適宜的環(huán)境以進行光合作用，產(chǎn)生有機物供給自己與共生菌生長使用，由此形成一種互惠互利的共生狀態(tài)。我們所觀察到的外部形態(tài)、結(jié)構(gòu)等特征，均主要由菌絲構(gòu)成，有學(xué)者主張將地衣歸為真菌類群，加上地衣雖然能進行光合作用，但不像典型植物具有根莖葉等明顯的功能器官分化，而其許多結(jié)構(gòu)，如子囊盤等更與真菌相似，因此，該觀點為大多數(shù)分類學(xué)家所接受。

本次考察路線以麻陽河河道為中心，分別在上游、下游及中間核心地帶，從河谷向兩岸擴展延伸，或者從山頂下到河道，對沿途的樹皮生、石生、土層生以及苔蘚生地衣進行調(diào)查和標本采集，標本帶回實驗室后通過對形態(tài)、化學(xué)、以及ITS序列分析等對地衣共生真菌進行分類學(xué)鑒定。

1實驗材料

2015年4月1日至3日筆者對貴州省麻陽河自然保護區(qū)的地衣進行采集，共獲得90余份標本。

2方法及步驟

2.1外部形態(tài)描述

借助顯微鏡從地衣類型、顏色，表面附屬物及特殊結(jié)構(gòu)(如粉芽、裂芽、假根、杯點、裂片、鱗片、粉霜、中央臍、衣癭等)，繁殖結(jié)構(gòu)(子囊殼、子囊盤、分生孢子器等)的大小、形狀及顏色等方面對地衣外部形態(tài)進行描述。

2.2解剖形態(tài)

分別對地衣體和子囊盤進行手動縱切片，然后制作臨時切片并利用光學(xué)顯微鏡進行鏡檢，觀察地衣體內(nèi)菌藻分層情況，皮層特點；共生藻種類；子囊盤形態(tài)結(jié)構(gòu)、側(cè)絲、子囊及孢子形狀顏色大小等方面的特點。

2.3化學(xué)分析

(1)顏色反應(yīng)

分別用5～10 %KOH溶液，Ca(ClO)2飽和溶液，對苯二胺5 %乙醇溶液等對地衣體的皮層、髓層、果柄、子囊盤等進行顯色反應(yīng)[3]。

(2)微量結(jié)晶法(MCT)

取少量地衣體剪碎置于載玻片上，滴加少量丙酮浸提，置通風(fēng)櫥中，待丙酮揮發(fā)干燥后，再滴入結(jié)晶溶劑覆蓋樣品區(qū)，并蓋上蓋玻片，于酒精燈上方間歇加熱至沸騰后置于通風(fēng)櫥中冷卻至室溫，在光學(xué)顯微鏡下鏡檢結(jié)晶體形狀，結(jié)合上述顏色反應(yīng)推測該標本所含有的地衣化學(xué)成份[4]。

常用結(jié)晶溶劑：以下均為體積比

KK5 %氫氧化鉀∶20 %碳酸鉀 = 1∶1

GE甘油∶冰醋酸 = 1∶3

GAW甘油∶乙醇∶水 = 1∶1∶1

GAo—T甘油∶乙醇∶鄰-甲苯胺 = 2∶2∶1

GAAn甘油∶乙醇∶苯胺 = 2∶2∶1

2.4分子實驗

利用改良CTAB法[5-6]提取地衣總DNA作為模板，引物：(ITS1F-5’-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3’、ITS4-5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’、ITS5-5’-GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3’、)進行PCR反應(yīng)，反應(yīng)程序為：94 ℃預(yù)變性5 min；94 ℃變性30sec，55 ℃退火45 sec，72 ℃延伸30 sec，40 個循環(huán)；72 ℃延伸5 min。PCR結(jié)束后進行1 %瓊脂糖凝膠電泳，凝膠成像系統(tǒng)進行條帶分析。對于擴增條帶不清晰或無的樣品，更換引物對重新PCR后電泳檢測。結(jié)果理想的樣品進行切膠回收純化后送至測序公司測序，測序數(shù)據(jù)進入NCBI核酸庫進行Blast，所得結(jié)果輔助鑒定標本種類。

2.5綜合以上數(shù)據(jù)，結(jié)合文獻對地衣進行鑒定分類[7—18]

表1　麻陽河保護區(qū)地衣種類列表

3結(jié)果與討論

本研究對采自麻陽河保護區(qū)的90余份標本，從外部形態(tài)、解剖結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分以及ITS序列的測定等方面進行了研究，共鑒定出10科16屬，共30種地衣，其中20種為貴州省新記錄。葉狀地衣有12個種，枝狀地衣有1種，鱗片狀地衣7種，殼狀地衣9種，石蕊科、文字衣科和梅衣科地衣的標本較為多見，為優(yōu)勢科。地衣是菌和藻的共生體，由于缺乏類似植物的完整皮層的保護，因此對空氣較為敏感，曾有人將地衣作為空氣質(zhì)量監(jiān)測生物進行了研究，發(fā)現(xiàn)在空氣中含二氧化硫等污染氣體較多的城市幾乎難以尋見地衣蹤跡，而在郊區(qū)則能看到少量石生殼狀地衣，隨著海拔的升高，遠離城市的環(huán)境則發(fā)現(xiàn)地衣多樣性逐漸增加，而且開始有鱗片狀、葉狀和枝狀地衣的出現(xiàn)。本次調(diào)查發(fā)現(xiàn)鱗片狀、葉狀和枝狀地衣種類占到69 %，說明該地區(qū)的空氣質(zhì)量良好。

麻陽河保護區(qū)是一個以麻陽河為中心的黑葉猴保護區(qū)，在調(diào)查經(jīng)過的區(qū)域，多水生環(huán)境，河谷兩側(cè)植被覆蓋好的區(qū)域多懸崖峭壁，難以靠近調(diào)查采集標本。在所能到達的無水河谷地帶，其植被非常茂密，林下光線較暗，另由于經(jīng)常受到山洪沖刷，能見光的石塊較少，地衣缺少固著的基物，因此核心地帶采集到的標本較少。只在農(nóng)田、路邊等光線充足的樹皮、石頭、苔蘚及土層采集到一些種類。梅衣科是該次調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)種類最多的科，梅衣科地衣常以石頭、苔蘚、以及土層等為基物，屬于分布較為廣泛的類群。文字衣科地衣主要分布在光線充足的樹皮、石塊上，本次考察活動所采集到的文字衣標本主要是樹皮生。

4貴州麻陽河保護區(qū)地衣名錄

(一) 石蕊科Cladoniaceae Zenker

(1)石蕊屬CladoniaBrowne

1)黑穗石蕊Cladoniaamaurocraea(Flk.)Schaer.

標本：麻陽河五堡 海拔670 m

基物：石土層，石蘚層

2)肉石蕊Cl.carneola(Fr.) Fr.(貴州新記錄)

標本：麻陽河朱家洞海拔420 m

基物：石土層，石蘚層

3)喇叭粉石蕊Cl.chlorophaea(Flk.) Spreng

標本：麻陽河氽窩壩 海拔670 m；麻陽河大河壩 海拔350 m

基物：石土層，石蘚層

4)槍石蕊Cl.coniocraea(Flk.) Sandst

標本：麻陽河五堡海拔670 m

基物：石土層，石蘚層

5)糙皮石蕊Cl.scabriuscula(Delise) Nyl.

標本：麻陽河五堡 海拔670 m

基物：石土層，石蘚層

6)鱗石蕊Cl.squamosaDahl

標本：麻陽河板橋子海拔651 m

基物：石土層，石蘚層

7)尖頭石蕊Cl.subulata(L.) Wigg.(貴州新記錄)

標本：麻陽河五堡海拔670 m

基物：石土層，石蘚層

8)Cl.verruculosa(Vainio) Abti(貴州新記錄)

標本：麻陽河五堡 海拔670 m

基物：石土層，石蘚層

(二) 絨衣科Coenogoniaceae Stizenb.

(2)絨衣屬CoenogoniumEhrenb.

9)C.luteum(Dicks.) Kalb & Lucking(貴州新記錄)

標本：麻陽河板橋子 海拔651 m

基物：樹皮

(三) 文字衣科Graphicaceae Dumort.

(3)文字衣屬GraphisAdans.

10)齊文字衣G.elegantulaZahlbr.

化學(xué)：地衣體K+橘黃色，P+黃色；含stictic acid。

標本：麻陽河溪溝 海拔325 m

基物：樹皮。

11)文字衣G.script(L.) Ach.

標本：麻陽河溪溝 海拔325 m

基物：樹皮。

12)細柔文字衣G.tenellaAch.(貴州新記錄)

標本：麻陽河溪溝 海拔325 m

基物：樹皮。

(4)半實衣屬HemitheciumTrevis.

13)巴氏半實衣H.balbisii(Fée) Trevis.(貴州新記錄)

標本：麻陽河溪溝 海拔325 m

基物：樹皮。

(5)黑文衣屬PhaeographisMüll.Arg.

14)枝狀黑文衣Phaeographisdendritica(Ach.) Müll.Arg.(貴州新記錄)

標本：麻陽河溪溝 海拔325 m

基物：樹皮。

(四) 茶漬衣科Lecanoraceae K?rb.

(6)茶漬衣屬LecanoraAch.

15)亞麗茶漬衣L.chlaroteraNyl.

標本：麻陽河新景鄉(xiāng)回龍海拔730 m；麻陽河板橋子 海拔594 m

基物：石頭

(五) 網(wǎng)衣科Lecideaceae Chevall.

(7)網(wǎng)衣屬LecideaAch.

16)Lecideasp.

標本：麻陽河大河壩 海拔350 m

基物：石頭

(六) 蜈蚣衣科Physciaceae Zahlbr.

(8)啞鈴孢衣屬HeterodermiaTrevis.

17)白色啞鈴孢衣H.albicans(Pers.) Swinscow & Krog(貴州新記錄)

標本：麻陽河新景鄉(xiāng)回龍海拔730 m

基物：樹皮

18)H.obscurata(Nyl.) Trev.

標本：麻陽河五堡 海拔670 m

基物：樹皮

(七) 梅衣科Parmeliaceae Zenker

(9)樹發(fā)屬AlectoriaAch.

19)伊氏樹發(fā)A.imshaugiiBrodo & D.Hawksw.(貴州新記錄)

標本：麻陽河新景鄉(xiāng)麻桿溪 海拔790 m

基物：樹皮

(10)梅衣屬ParmeliaAch.

20)粗糙梅衣P.squarrosaHale(貴州新記錄)

標本：麻陽河五堡 海拔670 m

基物：樹皮

(11)裸緣衣屬ParmotremaA.Massal.

21)P.gardneri(C.W.Dodge) Sérusiaux(貴州新記錄)

基物：樹皮

22)P.hypoleucinum(B.Stein) Hale(貴州新記錄)

標本：麻陽河板橋子 海拔594 m

基物：樹皮

23)P.perlatum(Eschw.) M.Choisy(貴州新記錄)

標本：麻陽河新景鄉(xiāng)回龍 海拔730 m

基物：樹皮

24)白紋裸緣衣P.reticulatum(Tayl.) Choisy(貴州新記錄)

標本：麻陽河五堡 海拔670 m

基物：樹皮

25)P.stuppeum(Taylor) Hale(貴州新記錄)

標本：麻陽河五堡 海拔670 m

基物：樹皮

(12)星點梅屬Punctelia Krog

26)粗星點梅衣P.rudecta(Ach.) Krog(貴州新記錄)

標本：麻陽河五堡 海拔670 m

基物：樹皮

(13)黃梅屬Xanthoparmelia (Vain.) Hale

27)散生黃梅Xanthoparmeliaconspersa(Ach.) Hale(貴州新記錄)

標本：麻陽河新景鄉(xiāng)回龍 海拔730 m

基物：樹皮

(八) 雞皮衣科Pertusariaceae K rb.

(14)肉疣衣屬OchrolechiaA.Massal.

28)俄勒岡肉疣衣O.oregonensisH.Magn.(貴州新記錄)

標本：麻陽河板橋子 海拔594 m

基物：樹皮

(九) 樹花科Ramalinaceae C.Argardh

(15)桿孢衣屬BacidiaDe not.

29) 暗褐桿孢衣Bacidiaschweinitzii(Fr.ex E.Michener) A.Schneider(貴州新記錄)

標本：麻陽河五堡 海拔670 m

基物：樹皮

(十) 瓶口衣科Verrucariaceae (L.)

(16)皮果衣屬DermatocarponEschw.

30)皮果衣D.miniatum(L.) Mann. 原變種var.miniatum(貴州新記錄)

標本：麻陽河板橋子 海拔651 m

基物：石頭

參考文獻【REFERENCES】

[1]上海自然博物館.長江三角洲及鄰近地區(qū)孢子植物志[M].上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1989.

Shanghai museum of natural history.Cryptogamic flora of the yangtze delta and adjacent district，ed.[M].Shanghai： Shanghai science and Technology Press，1989.

[2]趙繼鼎，徐連旺，孫曾美，等.中國地衣初編[M].北京： 科學(xué)出版社， 1982.

Zhao J D，Xu Lw，Sun Z M.The first study of chinese lichen[M].Beijing： Science Press，1982.

[3]吳金陵.中國地衣植物圖鑒[M].北京： 中國展望出版社，1987.

Wu Jinling.Iconography of Chinese lichen[M]. Beijing： China Prospect Publishing House，1987.

[4]阿不都拉.阿巴斯，吳繼農(nóng).新疆地衣[M]. 新疆科技衛(wèi)生出版社，1998.

AbdullaAbbas，Wu Jinong.Studies on lichens from Xinjiang[M].Urumqi： Xinjiang science and Technology Press，1998.

[5]付少彬，王海英，孟慶峰，等.微量DNA高效提取方法[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39(15)：8868—8869.

Fu Shaobin，et al.Efficient extracting method of minim DNA[M].Journal of Anhui Agricultural Science，2011.39(15)： p.8868—8869.

[6]時向陽，魏江春，姜玉梅，等.提取地衣真菌總DNA的簡便方法[J].北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報，1997，19(04)：45—49.

Shi Xiangyang，et al.A convenient method of extracting total DNA from lichen fungus[J].Journal of Beijing Forestry University，1997，19(4)：45—49.

[7]史秀莉.中國西北地區(qū)網(wǎng)衣屬地衣的研究[D]. 山東師范大學(xué)，2008.

Shi Xiuli.A research on lecidea genus lichen from northwest of China[D].Shandong Normal University： Shandong Province，2008.

[8]文雪梅，阿地里江·阿不都拉，熱衣木·馬木提，等.新疆北部松蘿屬地衣生態(tài)分布與地理區(qū)系成分分析[J].廣西植物，2010.30(4)：478— 483.

Xue—Mei，W.，et al.Analysis of the eco—geographical characteristics of Usnea lichens in Northern Xinjiang[J].Guihaia，2010.30(4)：478—483.

[9]劉萌.騰格里沙漠沙坡頭地區(qū)荒漠地衣生物多樣性研究[D]. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012：54.

Liu Meng.A research on desert lichen diversity in Shapotou region of the Tengger Desert，China[D]. Shandong Agricultural University： Shandong Taian，2012.

[10]Z，X.，V.JP，O.MJ，et al.High—throughput DNA extrac—tion method suitable for PCR[J].Biotechniques，2003，34(4)： 820—826.

[11]任強.中國雞皮衣科地衣研究[D]. 山東師范大學(xué)，2009.

Ren Qiang.Study of Pertusariaceae from China[D]. Shandong Normal University： Shandong Jinan，2009.

[12]Sook—Young，P.，J.Seol—Hwa，O.Soon—Ok，et al.An easy，rapid，and cost—effective method for DNA extraction from various lichen taxa and specimens suitable for analysis of fungal and algal strains[J].Mycobiology，2014，42(4)：311—316.

[13]Wang，X.，Y.Joshi，and J.S.Hur.The genus Cladonia (lichenized Ascomycota，Cladoniaceae)in South Korea[J].Mycotaxon —Ithaca Ny—，2011，117(3)：405—422.

[14]郭順香.秦嶺太白山地區(qū)石蕊屬和樹花屬地衣的研究[D]. 山東師范大學(xué)，2007.

Guo Shunxiang.Studies on the lichen genera clndonia and ramalina from region of Mt.Taibai in Qinling[D]. Shandong Normal University： Shandong Jinan，2007.

[15]Wang，R.—F.，X.—L.Wei.and J.—C.Wei.The genus Allocetraria (Parmeliaceae) in China[J].Mycotaxon，2015(130)577—591.

[16]呂蕾.中國西部茶漬屬地衣的研究[D]. 山東師范大學(xué)，2011.

Lv Lei.Study on the lichen genus lecanora from western China[D]. Shandong Normal University： Shandong Jinan，2011.

[17]付少彬.石耳科地衣的分子系統(tǒng)學(xué)研究[D].河北大學(xué)，2008.

Fu Shaobin.The molecular phylogeny research of of umbilicariaceae lichens[D]. Hebei University： Hebei Baoding，2008.

[18]賈澤峰.中國文字衣屬地衣的分類研究[D]. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010.

Jia Zefeng.A taxonomic study on the lichen genus graphis adans.(graphidaceae) in China[D]. Shandong Agricultural University： Shandong Taian，2010.

Investgation on diversity of lichens in Mayang River protection zone of Guizhou

MENG Qingfeng1，JIA Zefeng2，ZHANG Tao3，YANG Hongqiang1，ZOU Qixian4，F(xiàn)U Shaobin1

(1ZunyiMedicalCollege，Zunyi563000，China；2LiaochengUniversity，Liaocheng252000，China；3InstituteofMedicinalBiotechnologyChineseAcademyofMedicalSciences，Beijing100050，China；4AdministrationofMayangRiverProtectionZone，Tongren554300，China)

Abstract：The lichen diversity on barks，rocks，soil and some forests was investigated in Mayang River protection zone as well as upstream and downstream.According to identify by morphology，chemical composition and molecular biology methods，a total of 10 families (Cladoniaceae，Coenogoniaceae，Verrucariaceae，Graphidaceae，Lecanoraceae，Lecideaceae，Physciaceae，Parmeliaceae，Pertusariaceae，Ramalinaceae)，16 genera and 30 species were found in the expedition.Among them，Parmeliaceae has the largest number including five genera，nine species.The results of this study show that the lichens in Mayang River protection zone are rich diversity of species，in which the gaps have been filled in the investigation of lichen resources in the protection zone，and provided a theoretical reference for the further research and development.

Keywords：lichens；mayang river；species；diversity

中圖分類號：Q—9

文獻標識碼：A

文章編號：1003—6563(2016)02—0001—06