四川臥龍國家級自然保護區(qū)馬先蒿屬一新種——熊貓馬先蒿

林紅強 程躍紅 劉榮 尹民 郁文彬

摘 要：? 熊貓馬先蒿（Pedicularis pandania）是在四川臥龍國家級自然保護區(qū)發(fā)現的馬先蒿屬一新種。該新種屬于互生葉類群，其基生葉成叢，花冠屬于短管有喙型，且下唇將喙包裹住，花管在近萼端發(fā)生約180度的扭旋使得花冠下唇在側上方，這一特征明顯區(qū)別于其他國產馬先蒿物種。分子系統(tǒng)發(fā)育分析結果表明，熊貓馬先蒿是Clade 7 成員，雖然與火焰系、假歐氏系、喙齒系、擬蕨系和長喙系等成員構成姐妹關系，但熊貓馬先蒿的花冠形態(tài)特征明顯區(qū)別于近緣物種。

關鍵詞： 馬先蒿屬， 列當科， 四川， 汶川， 臥龍

中圖分類號：? Q949

文獻標識碼：? A

文章編號：? 1000-3142（2021）12-1949-06

收稿日期：? 2021-05-06

基金項目：? 國家重點生態(tài)功能區(qū)轉移支付禁止開發(fā)區(qū)補助項目（2021年）;中國科學院重大科技基礎設施開放研究項目（2017-LSF-GBOWS-02）;云南省萬人計劃“青年拔尖人才”項目 [Supported by Subsidy Projects of Prohibited Developmental Areas from the Transfer Payment of the National Key Ecological Functional Areas （2021）; the Large-scale Scientific Facilities of Chinese Academy of Sciences （2017-LSF-GBOWS-02）; Ten Thousand Talents Program of Yunnan for Top-Notch Young Talents]。

作者簡介： 林紅強（1986-），工程師，主要從事野生動植物保護和自然教育等研究，（E-mail）390257287@qq.com。

通信作者：? 程躍紅，碩士，高級工程師，主要從事生態(tài)保護修復和自然教育等研究，（E-mail）cyh8155@163.com。

Pedicularis pandania （Orobanchaceae）， a new species of

Pedicularis from the Wolong National Nature

Reserve， Sichuan Province， China

LIN Hongqiang1， CHENG Yuehong1*， LIU Rong2，3， YIN Min4， YU Wenbin2，5，6

（ 1. Sichuan Wolong National Natural Reserve Administration Bureau， Wenchuan 623006， Sichuan， China; 2. Center for Integrative Conservation，

Xishuangbanna Tropical Botanical Garden， Chinese Academy of Sciences， Mengla 666303， Yunnan， China; 3. University of Chinese Academy

of Sciences， Beijing 100049， China; 4. Almond Temple Garden， Chongqing 400030， China; 5. Center of Conservation Biology，

Core Botanical Gardens， Chinese Academy of Sciences， Mengla 666303， Yunnan， China; 6. Southeast Asia Biodiversity

Research Institute， Chinese Academy of Science， Mengla 666303， Yunnan， China ）

Abstract：? Pedicularis pandania （Orobanchaceae） was a new species discovered in the Wolong National Nature Reserve， Sichuan， China. This new species belongs to the alternative-leaved group that characterizing by having abundant basal leaves or only 1-3 cauline leaves， short-tubed and beaked corolla， and the lower lip completely enveloping the beaked galea. Due to the corolla tube was strongly twisted near the calyx， the corolla lower lip was completely upside down， which was distinguished from other Chinese species. Phylogenetic analyses showed that P. pandania fell into the Clade 7， as a sister to species in Ser. Flammeae， Ser. Pseudo-oederianae， Ser. Rhynchodontae，Ser.? Filiculae and Ser. Macrorhynchae. Morphologically， however， the new species is easily discriminated from them in the corolla form as mentioned above.

Key words： Pedicularis， Orobanchaceae， Sichuan， Wenchuang， Wolong

馬先蒿屬（Pedicularis L.）是列當科（Oroban-chaceae）植物中最大的一個屬，約有600種，廣泛分布于北溫帶，其中2/3以上的物種集中分布于中國西南山地至西喜馬拉雅地區(qū) （鐘補求， 1963; Yang et al.， 1998; 郁文彬和王紅， 2020）。根據已有的志書記載，中國馬先蒿屬植物最為豐富的省份是云南省，其次是四川省和西藏自治區(qū) （鐘補求， 1963; Yang et al.， 1998; 王紅， 2006）。近年來，隨著野外調查工作的不斷深入，逐漸有一些馬先蒿的新種被發(fā)現和報道，主要來自中國西南的喜馬拉雅—橫斷山地區(qū) （Yang et al.， 2003; Yu et al.， 2010; Liu & Yu， 2015; Yu et al.， 2018; Li et al.， 2019）。2019年8月，本文作者在四川省臥龍國家級自然保護區(qū)開展動植物調查時，發(fā)現了一種未知的馬先蒿。2020年7月，作者通過進一步的調查，并采集了植物標本和DNA材料（圖1：A-F），通過形態(tài)特征比較和系統(tǒng)發(fā)育分析，進一步確定該未知馬先蒿是一新種。由于該新種是在大熊貓的棲息地四川臥龍國家級自然保護區(qū)發(fā)現，所以我們將這個新種命名為熊貓馬先蒿（Pedicularis pandania W.B. Yu， H.Q. Lin & Y.Hong Cheng）。

1 材料與方法

馬先蒿新種的憑證標本和DNA材料采自四川省汶川縣的四川臥龍國家級自然保護區(qū)。采集新鮮的葉片后，利用硅膠干燥和保存。首先采用改良的CTAB方法提取總DNA（Doyle & Doyle， 1987），然后進行高通量測序文庫構建和測序。通過測序文庫篩選的片段大小約350 bp，采用雙向150 bp進行測序（NovaSeq 6000 System，Illumina）（Zeng et al.， 2018; 黎若竹等， 2021）。首先，測序數據使用GetOrganelle軟件包組裝葉綠體基因組和核糖體DNA（Jin et al.， 2020）;然后，從中提取nrITS、matK、rbcL和trnL-F片段整合到Yu et al. （2015）的馬先蒿屬系統(tǒng)發(fā)育分析的矩陣中;最后，利用RaxML軟件構建最大似然樹（Stamatakis et al.， 2008），并統(tǒng)計1 000次的靴帶值（bootstrap value）估算分支的支持率。具體的參數設置參照Yu et al. （2015）的方法。

電鏡觀察的花粉材料采自干燥標本的花。隨機從標本上選取了3朵成熟花，先利用鑷子將盔內的花藥取出，再將花藥中花粉轉移到電鏡樣品臺，噴金后利用電子顯微鏡（ZEISS EVO LS10， Germany）觀察和拍照。

2 結果與分析

2.1 系統(tǒng)發(fā)育分析

比對后的nrITS、matK、rbcL和trnL-F矩陣長度分別是680 bp（變異位點/系統(tǒng)發(fā)育信號位點為460/377）、768 bp（429/294）、654 bp（169/99）和1 511 bp（700/443）。聯合矩陣長度是3 613 bp，包括了1 758個變異位點和1 213個信號位點。

系統(tǒng)發(fā)育分析結果顯示，熊貓馬先蒿屬于Clade 7的成員（圖2），以互生葉類群為主，同時有對生/輪生葉類群 （Tkach et al.， 2014; Yu et al.， 2015）。在這個分支中，美麗馬先蒿（Pedicularis bella Hook.f.）是最基部分支（Yu et al.，2015）;隨后分別按對生/輪生葉或互生葉類群分成了4個獨立的分支。熊貓馬先蒿是互生葉類的小分支Clade 7E的成員（BS=100），其近緣類群是鐘補求系統(tǒng)中根葉亞群中的火焰系（Ser. Flammeae Prain）、假歐氏系（Ser. Pseudo-oederianae Limpr.）、喙齒系（Ser. Rhynchodontae Prain）、擬蕨系（Ser. Filiculae Li）和長喙系（Ser. Macrorhynchae Li）等成員 （鐘補求， 1955， 1963）。不過，與熊貓馬先蒿最近緣的姐妹類群暫不清楚，它與擬蕨馬先蒿（Pedicularis filicula Franch. ex Maxim.）一樣是非常孤立的分支。

2.2 形態(tài)特征分析

熊貓馬先蒿是一種互生葉類的馬先蒿，基生葉成叢，且葉柄長達10 cm，根莖基部有很多宿存老葉葉柄或鱗片狀木質化葉。這個新種最典型的特征是花冠下唇包裹住喙（圖1：B，E），這種特征也見于佛氏系（Ser. Franchetranae Prain）、 假大花系（Ser. Pseudomacranthae P.C. Tsoong）、 魏氏系 （Ser. Wilsoniae L.），以及美麗馬先蒿、三色馬先蒿（Pedicularis tricolor Hand.-Mazz.）、碩花馬先蒿（P. megalantha D.Don）、顯著馬先蒿（P. insignis Bonati）等。但是，由于熊貓馬先蒿的花冠管發(fā)生了扭旋，所以整朵下垂且下唇在側上方（圖1：E），與碩花馬先蒿類似，而其他包唇物種的下唇都是上舉的。

熊貓馬先蒿的花粉近圓球形、輻射對稱和中等大小（極面22.46～25.56 μm × 赤道面 19.66～23.24 μm），三合溝型萌發(fā)溝，具有顆粒狀的外壁紋飾（圖1：G-I）。

2.3 分類處理

熊貓馬先蒿 新種 圖1： A-F; 圖3

Pedicularis pandania W.B. Yu， H.Q. Lin & Y.Hong Cheng， sp. nov. Fig. 1： A-F; Fig.3

Herbs perennial， 10-40 cm tall， drying black. Roots fasciculate， up to 25 cm long. Stem erect， 1 to several， unbranched， cylindrical pubescent， woodly marcescent leaves and petioles of preceding years and lanceolate scales persistent at base. Leaves almost all basal， sometimes 1 to 3 alternative cauline leaves; leave petiole 3-9 cm long， leaf blade lanceolate-oblong ca. 2-7 long × 1.4-2.6 cm wide， abaxially persistent and furfuraceous， adaxially glabrescent or sparsely pubescent， pinnatipartite to pinnatisect; segments 8-13 pairs， opposite or subopposite， regular pinnatifid or dentate. Inflorescences racemose， 5-25 cm long， 8-20-flowered; bracts leaf-like， shorter than flowers. Pedicel 4-31 mm long. Calyx campanulate， up to 10 mm long， sparsely pubescent， ±1/4 cleft anteriorly; lobes 5， unequal， abaxially lateral pair larger， leaf-like and toothed， adaxially lateral pair small and toothed， and posterior one acicular. Corolla rose， ca. 20 mm long; tube ca. 12 mm long， equal to calyx， twisted near the calyx making the corolla upside down; beaked ca. 10-12 mm， slender， slightly twisted， galea crested; corolla lower-lip enclosed the beak， ca. 12-15 mm long × 20-25 mm wide， middle lobe rounded， smaller than lateral lobes; four filaments pubescent. Capsule ovoid-lanceolate to long ovoid， ca. 20 mm long.

Type China. Sichuan Province（四川?。?， Wenchuan County（汶川縣）， Sichuan Wolong National Natural Reserve（四川臥龍國家級自然保護區(qū)）， Yeniugou （野牛溝）， alt. 3 700～4 100 m， alpine meadows or shrubs， 28 Jul. 2020， Hong-Qiang Lin （林紅強） & Yue-Hong Cheng （程躍紅） 20200728257 （holotype： HITBC; isotypes： HITBC， KUN）。

多年生草本，高10～40 cm，干時變黑。根稍木質化，圓形，粗壯，長多達25 cm，偶有須根。莖直立，不分枝，圓柱形，被絨毛，基部有宿存枯葉或木質化鱗片狀葉柄。葉幾乎全部基生，莖中下部偶有1～3片葉互生;葉柄長3～9 cm，葉片長橢圓形，長2～7 cm，寬1.4～2.6 cm，背面密被柔毛，正面疏被柔毛，羽狀深裂至全裂;小裂片8～13，對生或近對生，規(guī)則淺裂或疏生牙齒。總狀花序，長為5～25 cm，花8～20朵;苞片葉狀，比花短?；üｉL4～31 mm，被絨毛。花萼鐘型，長達13 mm，被細毛，前方稍開裂至管1/4;萼齒5枚，不等大，側后方1對大且葉狀齒，前側方1對小和具葉狀齒，后面1枚小和線型?；ü谧霞t色，長約20 mm;花冠管與花萼近等長，約12 mm，近萼處扭旋使得花冠翻轉;喙長10～12 mm，喙細長，末端稍作扭旋，具雞冠狀凸起;下唇包裹住喙，長12～15 mm，寬20～25 mm，中裂較小;兩對花絲均被細毛。蒴果扁平基部大上面小，長約2 cm。

分布和瀕危等級：目前，熊貓馬先蒿僅在四川省汶川縣臥龍保護區(qū)有發(fā)現，生長在海拔3 700～4 100 m高山杜鵑灌叢或高山草甸中。在已知的分布點有超過5 000株開花個體，在保護區(qū)其他區(qū)域可能也有分布。由于現在的種群位于保護區(qū)內，人為干擾較少，受威脅程度較低，因此建議將其瀕危等級劃為無危（Least Concern， LC）。

物候：? 熊貓馬先蒿的開花時間大約在6月中下旬，可持續(xù)至8月下旬，果期是7月至9月底。

詞源： 種加詞“pandania”之所以來源于大熊貓的英文名字“panda”，是因為該新種目前僅在大熊貓的自然棲息地臥龍國家級自然保護區(qū)所發(fā)現，并且目前只發(fā)現該新種生長在保護區(qū)。

致謝 感謝中國科學院西雙版納熱帶植物園中心實驗室的電鏡實驗平臺和超算中心提供的支持;感謝首都師范大學顧壘博士的討論和交流。

參考文獻：

DOYLE JJ， DOYLE JL， 1987. A rapid DNA isolation procedure for small quantities of fresh leaf tissue? [J]. Phytochemistry， 19： 11-15.

JIN JJ， YU WB， YANG JB， et al.， 2020. GetOrganelle： a fast and versatile toolkit for accurate de novo assembly of organelle genomes? [J]. Genome Biol， 21： 241.

LI X， WANG H， LI DZ， et al.， 2019. Taxonomic and nomenclatural notes on Pedicularis （Orobanchaceae）： I. one new species from northwest Yunnan， China? [J]. PhytoKeys， 130： 205-215.

LI RZ， CAI J，YANG JB， et al.， 2021. Plastid phylogenomics resolving phylogenetic placement and genera phylogeny of Sterculioideae （Malvaceae s. l.）? [J]. Guihaia. 10.11931/guihaia.gxzw202103060.? [黎若竹， 蔡杰， 楊俊波，等，2021. 利用葉綠體基因組數據解析錦葵科梧桐亞科的系統(tǒng)位置和屬間關系 [J].廣西植物.10.11931/guihaia.gxzw202103060.]

LIU ML， YU WB， 2015. Pedicularis wanghongiae （Orobanchaceae）， a new species from Yunnan， southwestern China? [J]. Phytotaxa， 217： 53-62.

STAMATAKIS A， HOOVER P， ROUGEMONT J， 2008. A rapid bootstrap algorithm for the RAxML web servers? [J]. Syst Biol， 57： 758-771.

TKACH N， REE RH， KUSS P， et al.， 2014. High mountain origin， phylogenetics， evolution， and niche conservatism of arctic lineages in the hemiparasitic genus Pedicularis （Orobanchaceae）? [J]. Mol Phylogenet Evol， 76： 75-92.

TSOONG PC， 1955. A new classification system of Pedicularis? [J]. Acta Phytotax Sin， 4： 71-147.? [鐘補求， 1955. 馬先蒿屬的一個新分類系統(tǒng)? [J]. 植物分類學報， 4： 71-147.]

TSOONG PC， 1963. Flora Reipublicae Popularis Sinacae （Vol. 68）： Scrophulariaceae （Pars II）? [M]. Beijing： Science Press.? [鐘補求， 1963. 中國植物志 （第68卷）——玄參科 （二）? [M]. 北京： 科學出版社.]

WANG H， 2006. Pedicularis L.? [M] // CHEN SK， WANG H. Flora Yunnnanica （Vol. 16）. Beijing： Science Press： 468-611.? [王紅， 2006. 馬先蒿屬? [M] // 陳書坤， 王紅. 云南植物志 （第16卷）. 北京： 科學出版社： 468-611.]

YANG FS， HONG DY， WANG XQ， 2003. A new species and a new specific synonym of Pedicularis （Scrophulariaceae） from the Hengduan Mountains， China? [J]. Novon， 13： 363-367.

YANG HB， HOLMGREN NH， MILL RR， 1998. Pedicularis Linn.? [M]//WU ZY， RAVEN PH. Flora of China. St. Louis & Beijing： Missouri Botanical Garden Press & Science Press： 97-209.

YU WB， HUANG PH， LI DZ， et al.， 2010. A new species of Pedicularis （Orobanchaceae） from the Hengduan Mountains， Southwestern China? [J]. Novon， 20： 512-518.

YU WB， LIU ML， WANG H， et al.， 2015. Towards a comprehensive phylogeny of the large temperate genus Pedicularis （Orobanchaceae）， with an emphasis on species from the Himalaya-Hengduan Mountains? [J]. BMC Plant Biol， 15： 176.

YU WB， WANG H， LIU ML， et al.， 2018. Phylogenetic approaches resolve taxonomical confusion in Pedicularis （Orobanchaceae）： reinstatement of Pedicularis delavayi and discovering a new species Pedicularis milliana? [J]. PLoS ONE， 13： e0200372.

YU WB， WANG H， 2020. Orobanchaceae [M]//LI DZ， CHEN ZD， WANG H， et al. The families and genera of Chinese vascular plants. Beijing： Science Press： 2074-2093.? [郁文彬， 王紅， 2020. 列當科? [M]//李德銖， 陳之端， 王紅， 等.? 中國維管植物科屬志. 北京： 科學出版社： 2074-2093.]

ZENG CX， HOLLINGSWORTH PM， YANG J，et al.， 2018. Genome skimming herbarium specimens for DNA barcoding and phylogenomics? [J]. Plant Methods， 14： 43.

（責任編輯 蔣巧媛）