中國盾衣屬地衣兩個新記錄種

摘 要： 為探究盾衣屬（Peltula Nyl.）地衣在寧夏賀蘭山地區(qū)的物種多樣性，該文通過形態(tài)學(xué)、解剖學(xué)和化學(xué)分析，并結(jié)合rDNA-ITS序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹， 對采自寧夏賀蘭山地區(qū)的盾衣屬地衣標(biāo)本進(jìn)行了系統(tǒng)分類學(xué)研究。在寧夏賀蘭山地區(qū)發(fā)現(xiàn)了盾衣屬2個中國新記錄種，即非洲盾衣 ［Peltula africana （Jatta） Swinscow & Krog］和印盾衣 ［P. impressa （Vain.） Swinscow & Krog］。非洲盾衣的主要識別特征為波狀鱗葉，橫徑為0.3～3.0 mm，下皮層細(xì)胞柵欄狀；印盾衣的主要識別特征為地衣體頂部具有黑色新型粉芽堆，子實層I+，酒紅色，子囊孢子64個左右。此外，該文還對2個中國新記錄種的形態(tài)和解剖特征進(jìn)行了詳細(xì)描述，與相似種進(jìn)行了對比討論，并提供了2個中國新記錄種的形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)照片。該研究結(jié)果豐富了中國盾衣屬地衣的基礎(chǔ)資料。

關(guān)鍵詞： 地衣型真菌， 異極衣目， 盾衣科， 系統(tǒng)分類學(xué)， 寧夏賀蘭山國家級自然保護(hù)區(qū)

中圖分類號： Q948.5

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

文章編號： 1000-3142（2024）09-1633-08

Two newly recorded species of Peltula from China

Abstract： To explore the species diversity of the genus Peltula Nyl. in Helan Mountain of Ningxia Hui Autonomous Region， the specimens of the genus Peltula Nyl. collected from Helan Mountain of Ningxia Hui Autonomous Region were classified by morph-anatomical， chemical and phylogenetic analysis of rDNA-ITS sequences. Two new records for China， Peltula africana （Jatta） Swinscow & Krog and P. impressa （Vain.） Swinscow & Krog， were identified. P. africana was mainly characterized by squamules undulate， 0.3-3.0 mm across， lower cortex cell palisade. P. impressa was mainly recognised by the black new type of soralia on top of the thallus， the hymenium I +， burgundy and about 64 ascospores. The morphological and anatomical characters of these two species were described in details， the differences with similar species were discussed， and the photos of morphological and anatomical structures of the two species were provided. The results enrich basic data for the genus Peltula Nyl. in China.

Key words： lichenized fungi， Lichinales， Peltulaceae， systematics， Ningxia Helan Mountain National Nature Reserve

盾衣屬（Peltula Nyl.）地衣隸屬于真菌界（Fungi）、子囊菌門（Ascomycota）、異極衣綱（Lichinomycetes）、異極衣目（Lichinales）、盾衣科（Peltulaceae）。最初由Nylander（1853）建立，以Peltula radicata Nyl.作為模式種。但是，該屬名建立后一直未被使用。直到Gyelnik（1935）對蜂窩衣科（Heppiaceae）進(jìn)行了修訂，盾衣屬才再次被作為一個獨立的屬恢復(fù)使用。后來，Büdel（1987）基于子囊果發(fā)育類型及子囊特征等建立了盾衣科（Peltulaceae），并將盾衣屬移入此科，此后關(guān)于盾衣屬的研究多基于表型的分類學(xué)層面。直至Rauhut（2006）在其博士論文中對盾衣科進(jìn)行了系統(tǒng)全面的分析，才為后續(xù)的分子系統(tǒng)學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。此后，F(xiàn)rank等（2018）從分子系統(tǒng)學(xué)的角度對盾衣科的3個屬進(jìn)行了重新界定，將Phyllopeltula和Neoheppia歸入盾衣屬，即盾衣科僅有盾衣屬1屬。目前，世界范圍內(nèi)共報道該屬地衣64個種、1個亞種、3個變種（https：//indexfungorum.org/），中國共報道30個種（Wei， 2020；楊秋霞，2021；Yang et al.， 2022a， b）。

盾衣屬為世界廣布屬，主要分布于干旱和半干旱地區(qū)或濕潤地區(qū)的干旱微環(huán)境中（Büdel， 1987；楊秋霞，2021；Yang et al.， 2022a， b）。該屬地衣生長型有盾狀、殼狀、鱗葉狀、近灌木狀和近葉狀（Frank et al.， 2018），埋生型或貼生型子囊盤，子囊具撕裂狀膠質(zhì)鞘，子囊多孢，至少16個孢子，多則超過100個孢子，子囊孢子單胞、無色、透明（Wetmore， 1970；Büdel & Nash， 2002；楊秋霞，2021；任強，2023）。除P. langei被檢測出黃色色素Myeloconone D1和D2以外，其他種幾乎未檢測出化學(xué)物質(zhì)（Büdel & Elix， 1997）。

盾衣屬地衣是寧夏賀蘭山荒漠草原區(qū)土壤生物結(jié)皮的一個重要組成成員，對于荒漠區(qū)地表的穩(wěn)定具有重要的生態(tài)功能。本研究以寧夏賀蘭山為研究區(qū)域，借助形態(tài)解剖學(xué)、化學(xué)及分子系統(tǒng)學(xué)的方法，對采自該地區(qū)的279份盾衣屬地衣標(biāo)本開展了系統(tǒng)分類學(xué)研究，擬揭示寧夏賀蘭山地區(qū)盾衣屬地衣的物種情況及該屬地衣在寧夏賀蘭山地區(qū)的分布特點。本研究在寧夏賀蘭山地區(qū)發(fā)現(xiàn)了盾衣屬的2個中國新記錄種，即非洲盾衣 ［Peltula africana （Jatta） Swinscow & Krog］和印盾衣 ［P. impressa （Vain.） Swinscow & Krog］，在此予以報道。

1 材料與方法

研究標(biāo)本均采自寧夏賀蘭山國家級自然保護(hù)區(qū)，保存在寧夏大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院植物標(biāo)本室（NXAC）。

在體視顯微鏡（Soptop SZX12）下對地衣體和繁殖結(jié)構(gòu)的外部形態(tài)進(jìn)行觀察和測量，并拍照記錄；使用冷凍切片機（LEICA CM1950）獲得地衣體及繁殖結(jié)構(gòu)的顯微結(jié)構(gòu)制片，在復(fù)式顯微鏡（Soptop RX50）下觀察和測量其解剖結(jié)構(gòu)，并拍照記錄。

利用10% KOH水溶液，Ca（ClO）2飽和水溶液和10% Lugol’s碘液對皮層和髓層進(jìn)行化學(xué)顯色反應(yīng)；利用薄層層析法（TLC）在C系統(tǒng)（甲苯∶乙酸=170∶30）中對地衣次生代謝產(chǎn)物進(jìn)行分析（Orange et al.， 2001）。

使用 Biospin 植物基因組DNA提取試劑盒從新鮮的地衣體中提取基因組DNA，PCR 擴增rDNA-ITS區(qū)序列。擴增引物為ITS1F（Gardes & Bruns， 1993）和ITS4（Innis et al.， 1990；White et al.， 1990），PCR混合物（25 μL）包含25 μg BSA、1 U Taq DNA聚合酶、dNTP（0.2 mmol·L-1）、引物（各0.5 μmol·L-1）和PCR緩沖液，用H2O補至25 μL。PCR熱循環(huán)條件：96 ℃預(yù)變性2 min；96 ℃變性10 s，52 ℃退火10 s，60 ℃延伸30 s，共循環(huán)30次；60 ℃延伸4 min，擴增產(chǎn)物于4 ℃保存。產(chǎn)物經(jīng)純化鑒定后，使用ABI3730XL自動測序儀進(jìn)行測序。將新測得的序列提交到GenBank數(shù)據(jù)庫。

根據(jù)雙向測序結(jié)果，采用Sequencher v. 4.1.4進(jìn)行序列拼接，并進(jìn)行人工校正。從NCBI下載35條參考序列，與本研究的3條盾衣屬序列進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析（表1），選擇異極衣科（Lichinaceae）的同枝衣屬（Peccania sp.）作為外類群。從GenBank中獲取所有相關(guān)序列（https：//www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/），在PhyloSuite v. 1.2.3 中 （張東等，2021）使用MAFFT v. 7進(jìn)行序列比對（Katoh & Standley， 2013），使用ModelFinder對建樹前的核苷酸替代模型進(jìn)行選擇（Subha et al.， 2017），最終運算方法采用GTR+F+I+G4模型，重復(fù)700 000代，建立MrBayes系統(tǒng)發(fā)育樹（Fredrik et al.， 2012），在iTOL中對所得系統(tǒng)發(fā)育樹進(jìn)行調(diào)整（https：//itol.embl.de/）。

2 結(jié)果與分析

2.1 系統(tǒng)發(fā)育分析

本研究共使用了38條DNA序列，包括3條新ITS序列（表1），構(gòu)建了MrBayes系統(tǒng)發(fā)育樹，結(jié)果顯示本研究中的標(biāo)本都與對應(yīng)的物種具有極高的可信度（PP=1.00），形成單系（圖1）。

2.2 中國新記錄種

2.2.1 非洲盾衣（新擬）（圖2）

Peltula africana （Jatta） Swinscow & Krog， Norw. Jl Bot. 26（3）： 217 （1979）

地衣體盾狀，橄欖色偏黃，平坦或波狀，直徑0.3～3 mm，最大至15 mm；單生或2～3片簇生；鱗片邊緣明顯，深灰黑色，略向上彎曲或向下彎曲，撕裂狀，由堆積的黃褐色藻細(xì)胞構(gòu)成；上表面略粗糙，具網(wǎng)狀淺裂；下表面光滑，無光澤或有光澤，淺焦糖色；以臍附著于基物；地衣體厚為197～371 μm，為異層型地衣。上皮層不發(fā)育，藻胞層厚為114～182 μm，形成明顯的兩層，上層厚為17～24 μm，為死亡藻細(xì)胞層，含有黃色分泌物，為黃褐色；下層為活體藻胞層，厚為97～158 μm；髓層菌絲網(wǎng)狀交織，厚為44～73 μm；下皮層明顯，細(xì)胞呈柵欄狀排列，厚為18～29 μm；下皮層外側(cè)為一層黃色的非細(xì)胞層，厚為20～30 μm。子囊果埋生，黑色疣點狀，每鱗片1～5個，未見發(fā)育成熟的子囊果。未見分生孢子器。

生境：著生于巖石上。

分布：分布于非洲東北部（厄立特里亞）、肯尼亞、南非、加那利群島、特內(nèi)里費島、北美（Swinscow， 1982; Makryi， 2016）；為中國新記錄種。

化學(xué)成分：地衣體K-、C-、KC-、I-、KI-、髓層K-、I-、KI-；含有homosekikaic acid和zeorin以及2種未知脂肪酸。

憑證標(biāo)本： 寧夏回族自治區(qū)銀川市，西夏區(qū)，賀蘭山拜寺口向北2 km，1 323 m， 105°59′01″ E、38°41′34″ N，2010年10月5日，牛東玲，100223（NXAC）；銀川市，西夏區(qū)，賀蘭山拜寺口向北2 km，1 323 m，105°59′01″ E、38°41′34″ N，2010年10月5日，牛東玲，100238 （NXAC）。

討論：非洲盾衣（Peltula africana）與其他種的區(qū)別在于，鱗葉相對較大，以臍著生在處于暴露環(huán)境中的巖石表面上，下皮層為柵欄狀的細(xì)胞層。本種與頭粉盾衣（P. farinosa）在形態(tài)上相似，均為本屬中鱗葉偏大的物種，邊緣大多波狀，以臍著生于巖石表面上，2個種均在非洲有分布。但是，頭粉盾衣上表面為灰色，具粉霜，下皮層通常由3層六角形細(xì)胞組成（Büdel & Lange， 1994）。Swinscow （1982）描述非洲盾衣的一個典型特征是鱗片邊緣產(chǎn)生黑色粉芽堆，但通過我們對地衣體邊緣徒手切片的觀察發(fā)現(xiàn)，非洲盾衣邊緣的黑色結(jié)構(gòu)是堆積的藻細(xì)胞，在藻細(xì)胞上沒有發(fā)現(xiàn)有共生菌菌絲的結(jié)構(gòu)。這些藻細(xì)胞堆由4～8個藻細(xì)胞成團組成，顏色為黃褐色。根據(jù)Büdel和Lange（1994）的研究結(jié)果，推測這些藻細(xì)胞內(nèi)可能含有黃色分泌物。Wetmore（1974）對盾衣屬的粉芽結(jié)構(gòu)進(jìn)行了透視和掃描電鏡的研究，認(rèn)為該屬的粉芽是一種新型的粉芽，菌絲位于藻細(xì)胞的內(nèi)部。對此結(jié)論，我們將開展進(jìn)一步的研究。

2.2.2 印盾衣（新擬）（圖3） Peltula impressa （Vain.） Swinscow & Krog， Norw. Jl Bot. 26： 219 （1979）

地衣體小鱗片狀，棕黃色或橄欖色，倒圓錐形到棍棒形或圓筒狀，中心位置平坦或凸起，單生或2～5個簇生。上表面光滑，直徑0.2～0.8 mm，最大約1 mm。地衣體厚為230～500 μm，邊緣全緣向下，顏色加深，以臍附著于基質(zhì)。頂端可見明顯粉芽堆，頭狀，黑色，含新型粉芽；上皮層不發(fā)育，藻胞層厚為103～273 μm，形成明顯的2層，上層為3～6層死藻細(xì)胞，黃褐色，厚為15～38 μm；下層為活體共生藻層，厚為88～235 μm；髓層菌絲松散排列，厚為59～147 μm。下皮層厚為15～21 μm，細(xì)胞球狀，直徑 5～8 μm。子囊盤紅棕色，無盤緣，盤面圓形或粗線型，埋生于地衣體內(nèi)，直徑200～400 μm，子實層厚為291～354 μm，I+酒紅色，子實上層淺棕色厚為19～42 μm，I+酒紅色，子實下層厚為17～32 μm；子囊棍棒狀，具撕裂狀膠質(zhì)鞘，102 μm～（158 × 32.5） μm～43 μm，孢子64個左右；子囊孢子為無色單胞，圓形或橢圓形，（2.5～6.25） μm × （3～6.25） μm。每個鱗葉常具1～2個分生孢子器，圓形或橢圓形，（52.9～67.6） μm × （70.6～91.2） μm，分生孢子橢圓或棍棒狀，無色，（1.8～2.7） μm × （3.6～4.3） μm。

生境：著生于巖石上。

分布：分布于北美洲西南部、澳大利亞、非洲南部和東部、墨西哥（Büdel & Nash， 2002）；為中國新記錄種。

化學(xué)成分：地衣體K-、C-、KC-、I-、KI-、髓層K-、I-、KI-；含草酸鈣晶體和homosekikaic acid以及1種未知脂肪酸。

憑證標(biāo)本：寧夏回族自治區(qū)銀川市，西夏區(qū)，賀蘭山蘇峪口，1 276 m，106°00′3.4″ E、38°41′47.1″ N，巖石，2022年6月12日，牛東玲，趙格格，李振強，22071276（NXAC ）；銀川市，西夏區(qū)，賀蘭山插旗口，1 445.3 m，106°03′25.1″ E、38°47′7.9″ N，巖石，2014年10月25日，牛東玲，14021492（NXAC）；銀川市，西夏區(qū)，賀蘭山馬連口，1 437.2 m，105°56′2.7″ E、38°34′15.1″ N，巖石，2014年10月2日，牛東玲，14010614（NXAC）；銀川市，西夏區(qū)，賀蘭山大口子路西，1 600 m，105°56′31″ E、38°35′32″ N，巖石，2010年9月24日，牛東玲，100274（NXAC）；銀川市，西夏區(qū)，賀蘭山大水渠溝，1 481 m，105°56′32.6″ E、38°41′00″ N，巖石，2016年5月23日，牛東玲，160274（NXAC）。

討論：印盾衣（Peltula impressa）與臺盾衣（P. placodizans）在外觀上很相似，都為小鱗片狀，平坦或凸起，上表面橄欖色，頂部均具有黑色新型粉芽堆，子囊盤完全浸沒在地衣體中，均以臍著生在處于暴露環(huán)境中的巖石表面上（Wetmore， 1974；Martin et al.， 2015；楊秋霞，2021）。但是，印盾衣的子囊盤盤面為紅棕色，盤面圓形或粗線型，而臺盾衣的子囊盤盤面為無色或淺紅黃色，點狀，子囊孢子超過100個，遠(yuǎn)多于印盾衣（Wetmore， 1970；楊秋霞，2021）；臺盾衣的鱗葉有時呈長帶狀，地衣體變得近似灌木狀，但印盾衣的地衣體不具有這些特征。通過對Westberg（2015）和Frank（2018）研究所提供的印盾衣和臺盾衣圖片的比對，并結(jié)合我們系統(tǒng)建樹分析的結(jié)果，認(rèn)為庫麗娜孜·沙合達(dá)提（2016）的報道有誤，其報道的球粉芽盾衣應(yīng)為印盾衣。

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