碩葉杜英,中國(guó)杜英科一新記錄種

王一麾,金佳怡,王立彥,謝宜飛,4*

(1 北京林業(yè)大學(xué) 園林學(xué)院,北京 100083;2 贛南師范大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院,江西贛州 341000;3 云南銅壁關(guān)省級(jí)自然保護(hù)區(qū),云南盈江 679300;4 南嶺植物資源保護(hù)與利用贛州市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江西贛州 341000)

杜英屬(Elaeocarpus)是杜英科(Elaeocarpaceae)中最大的屬,約200種,分布于東亞,東南亞及西南太平洋和大洋洲[1]。中國(guó)的杜英屬物種主要分布于華南及西南地區(qū)。最早E.D. Merrill于1922年與陳煥鏞合作,研究了廣東、廣西,特別是海南島的植物,其中包括杜英屬植物,發(fā)表多個(gè)物種。直至2018年,先后有較多的杜英屬新物種被發(fā)表[2],例如1958年陳煥鏞和侯寬紹發(fā)表了產(chǎn)自海南和廣西3新種1新變種[3];1979年張宏達(dá)發(fā)表了中國(guó)杜英屬一些新種,這些成果被編寫(xiě)到《中國(guó)植物志》、《廣西植物志》、《廣東植物志》杜英科中[4-6];1988年和1992年唐亞在張宏達(dá)的基礎(chǔ)上以云南省杜英科為主進(jìn)一步整理了中國(guó)杜英科植物,發(fā)表了3新種4新變種,歸并處理了一些種類[7-8]。FloraofChina中記載中國(guó)杜英科植物有2屬53種,其中21種特有[1]。鄰近中國(guó)的東南亞是杜英屬最豐富的地區(qū)之一,產(chǎn)自印度的錫蘭杜英(Elaeocarpusserratus)是杜英屬的模式種[9]。1874年M.T. Masters 記載了40種杜英屬植物,并且劃分杜英屬種類為4組,其中包含了一部分東南亞杜英屬植物[10]。1980年至2010年,Coode研究了澳大利亞及東南亞杜英屬的分類[11-16]。越來(lái)越多的杜英屬植物分類研究成果,例如FloraofVietnam等東南亞植物志[17]的出版,為研究東南亞和中國(guó)杜英屬的密切聯(lián)系提供了有利條件。

云南作為中國(guó)西南地區(qū)省份,其地理位置特殊,地形復(fù)雜多樣,植被豐富多樣,近年來(lái)有許多新種和新記錄被發(fā)表[18-19]。2020年11月作者在云南省盈江縣開(kāi)展杜英科物種調(diào)查,于盈江縣浪速村采集到多種杜英屬植物標(biāo)本,發(fā)現(xiàn)其中一種葉基部漸狹或下延,花瓣外部被銹色短柔毛,核果被銹色短柔毛,不同于云南省已記載的杜英屬物種。通過(guò)進(jìn)一步查閱比對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)[1-8]和標(biāo)本,結(jié)合葉綠體全基因組數(shù)據(jù)對(duì)存疑材料的分類地位進(jìn)行分析,結(jié)果表明其為ElaeocarpusgrandifoliusKurz,新擬中文名碩葉杜英,為中國(guó)新記錄種。該新記錄種憑證標(biāo)本存放于贛南師范大學(xué)南嶺植物標(biāo)本館(GNNU)。

1 材料和方法

1.1 材 料

標(biāo)本采集于云南省盈江縣浪速村,存放在贛南師范大學(xué)南嶺植物標(biāo)本館(GNNU)。

1.2 方 法

1.2.1 形態(tài)觀察

使用解剖工具進(jìn)行形態(tài)觀察,使用數(shù)碼相機(jī)(Alpha A7M3)進(jìn)行拍照。

1.2.2 基因組DNA提取及測(cè)序

采用改良的十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)法提取樣本總DNA[20],之后利用瓊脂糖凝膠電泳和NanoDrop-2000微量分光光度計(jì)檢測(cè)DNA純度和濃度并將樣本的DNA送至北京睿博興科生物技術(shù)有限公司,并使用Illumina HiSeq(TM)2000進(jìn)行高通量測(cè)序。將得到的原始圖像數(shù)據(jù)文件經(jīng)CASAVA堿基識(shí)別(base calling)分析轉(zhuǎn)化為原始測(cè)序序列(raw data),將原始測(cè)序序列過(guò)濾掉帶接頭的、低質(zhì)量的reads獲得6.12 Gb的clean reads,并且命名為1_1_clean.fq文件[21-22]。

1.2.3 基因組組裝與系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)構(gòu)建

經(jīng)Geneious 11.0 軟件Trim Ends去除接頭兩端低質(zhì)量序列后的高質(zhì)量分析序列,以Elaeocarpusjaponicus(杜英科杜英屬,GenBank 登錄號(hào):MT985378)葉綠體基因組為參考序列進(jìn)行組裝。利用 SPAdes v3.6.1 在默認(rèn)參數(shù)下進(jìn)行從頭拼接,并生成一系列Contigs[23],將長(zhǎng)度大于1 000 bp的Contigs用于葉綠體基因組組裝,匹配連接構(gòu)建完整的葉綠體基因組序列[24]。測(cè)序后的clean reads上傳至NCBI的SRA數(shù)據(jù)庫(kù)(PRJNA732813, SRR14662263),使用Bankit 將注釋好的序列提交至NCBI,獲得Genbank登錄號(hào):MZ292980。

從NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)下載水石榕(Elaeocarpushainanensis)、毛果杜英(Elaeocarpusrugosus)、日本杜英(Elaeocarpusjaponicus)等8個(gè)物種完整葉綠體基因組序列(表1)。猴歡喜(Sloaneasinensis)和心葉猴歡喜(Sloaneacordifolia)為外類群。利用MEGA7.0軟件比對(duì)序列,去除兩端不整齊序列[25]。首先使用PhyloSuite軟件ModelFinder進(jìn)行模型分析[26],然后使用PhyloSuite軟件中的MrBayes構(gòu)建貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育樹(shù),并且計(jì)算分支的后驗(yàn)概率[27]。Tree文件使用軟件FigTree v1.3讀取[28]。

表1 NCBI物種序列登錄號(hào)

2 結(jié)果與分析

2.1 分子鑒定

從基因庫(kù)下載杜英屬8個(gè)物種的完整葉綠體基因組序列,其中包含形態(tài)相似,易混淆的物種毛果杜英,利用葉綠體全基因組序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù),結(jié)果分析表明水石榕與毛果杜英是姊妹群,后驗(yàn)概率為1,而碩葉杜英與前2種組成的分枝為姊妹群,后驗(yàn)概率為1(圖1)。

分支節(jié)點(diǎn)上的數(shù)字代表后驗(yàn)概率

2.2 新記錄種描述

碩葉杜英(新擬),ElaeocarpusgrandifoliusKurz inJ.Asiat.Soc.Bengal,Pt.2,Nat.Hist., 41(2): 294. 1872. Type: Myanmar, Tenasserim, 15thFebruary, 1908, Kurz, S. (holotype, K000675982; isotype, K000675980, K000675981)。見(jiàn)圖2。

A.葉片正面;B.葉片背面;C.葉柄;D.果實(shí);E.種子;F.總狀花序;G.花;H.花瓣;I.雄蕊;J.雌蕊;K.萼片;L.等模式標(biāo)本;M.主模式標(biāo)本。

常綠木本。幼枝被黃褐色或銹色絨毛;葉柄粗,厚4～6 mm,被柔毛,葉膜質(zhì),長(zhǎng)圓形或卵圓形,長(zhǎng)30～37 cm,寬14～16 cm, 側(cè)脈每邊18～20條,主脈被柔毛,次脈較多且禿凈無(wú)被毛;葉先端銳尖或短漸尖,葉基部漸狹或下延;葉邊緣有稀疏細(xì)鋸齒。

總狀花序生于枝頂葉腋內(nèi),被銹色微柔毛;花大,花梗長(zhǎng)1.3～2.5 cm,被黃色微柔毛;花萼線狀披針形,長(zhǎng)1.8～2.0 cm,5片或6片,被銹色微柔毛;花瓣倒披針形,長(zhǎng)1.3～1.5 cm,5片或6片,外部被銹色短柔毛,先端流蘇狀條裂,裂片15～20;雄蕊多數(shù),長(zhǎng)1～1.2 cm,花藥多,纖細(xì),長(zhǎng)2～4 mm,頂端突出成芒刺狀;花絲長(zhǎng)6～8 mm,底端縱向開(kāi)裂至頂端;子房密被短柔毛;核果橢球形,被銹色短柔毛,長(zhǎng)約3.5 cm;內(nèi)果皮堅(jiān)果狀,較厚,表面多溝紋。

標(biāo)本引證:云南盈江縣浪速村(97°39′23″E, 24°36′44″N),山坡疏林,2020年11月5日, 王立彥PVHJX013543(GNNU)。

分布:緬甸德林達(dá)伊;中國(guó)云南。

該種在云南省西南部盈江縣和緬甸國(guó)境的交界地區(qū)常見(jiàn),野外觀察到2個(gè)群落分布于山谷、山坡疏林中。形態(tài)上碩葉杜英與毛果杜英相似,兩者葉片均較大,花序梗銹色被絨毛,但碩葉杜英葉柄短,葉基部漸狹或下延,膜質(zhì),花瓣外部被銹色短柔毛,核果被銹色短柔毛。

系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)上與毛果杜英互為姊妹群的水石榕,同碩葉杜英的形態(tài)差別更加明顯,水石榕葉片狹窄倒披針形,先端尖,核果紡錘形。

因大葉杜英已被Elaeocarpusbalansae使用,新擬中文名為碩葉杜英。

致謝：劉仁林教授、李中陽(yáng)博士、邱相東、童陽(yáng)、鐘穎惠協(xié)助野外采集和拍照等工作,特致謝意。