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    科研進(jìn)展

    華南植物園建立閉鞘姜科新屬——地萵筍花屬(Parahellenia)

    發(fā)布時(shí)間:2022-09-02 作者:scbg 來源:華南植物園

      閉鞘姜科Costaceae全世界有7120余種,主要分布于泛熱帶地區(qū)。廣義閉鞘姜屬Costus L.是閉鞘姜科最大的屬。先前基于葉綠體trnL-FtrnK基因片段和核基因ITS分子系統(tǒng)發(fā)育研究結(jié)果將閉鞘姜科分為三個(gè)主要分支,即南美洲分支、亞洲分支和非洲-新熱帶分支;同時(shí)將廣義閉鞘姜屬拆分成狹義閉鞘姜屬Costus、喇叭姜屬Chamaecostus C.D. Specht & D.W. Stev.、獨(dú)葉姜屬Paracostus C.D. Specht和萵筍花屬Hellenia Retz.。其中,萵筍花屬約10種,主要特征為莖具分枝,苞片木質(zhì)化,唇瓣大而明顯,柱頭2片狀且具2裂的附屬物。由于形態(tài)性狀研究不足,該屬存在種間界限不清、物種鑒定困難等諸多分類學(xué)問題。先前的分子系統(tǒng)發(fā)育研究還表明萵筍花屬并非單系類群,由于取樣僅涉及3種萵筍花屬植物,萵筍花屬的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系仍然需要進(jìn)一步研究。 

      為了深入探討該屬的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,中國科學(xué)院華南植物園植物科學(xué)研究中心夏念和研究團(tuán)隊(duì)對中國和越南大部分萵筍花屬的種類進(jìn)行取樣,利用葉綠體基因組和兩個(gè)葉綠體基因片段,重建了萵筍花屬的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,結(jié)果表明該屬是并系類群,其中花序基生的類群形成單系分支,花序頂生的類群與小唇姜屬Tapeinochilos Miq.構(gòu)成姐妹類群。在形態(tài)學(xué)方面,除了花序位置不同,花序基生與頂生的類群在柱頭(2裂片等大 vs. 一大一小)、每節(jié)具腋芽數(shù)目(1 vs. 15)、花冠管形態(tài)(細(xì)長,基部與花柱合生 vs. 粗短,基部與花柱離生)、唇瓣形態(tài)(明顯漏斗狀 vs. 唇瓣更為開展)、苞片排列緊密程度(較松散 vs. 排列密集)等方面都存在明顯差異。 

      基于上述研究結(jié)果,該團(tuán)隊(duì)建立了一新屬——地萵筍花屬(Parahellenia N.H. Xia, Juan Chen, L.Y. Zeng & S.Jin Zeng, gen. nov.)以放置萵筍花屬花序基生的成員。通過全面的標(biāo)本整理和野外考察,團(tuán)隊(duì)成員系統(tǒng)地研究了地萵筍花屬植物,結(jié)果表明該屬目前共有6種,除先前發(fā)表的4種需要重新組合之外,還發(fā)表了2個(gè)新種。該研究澄清了萵筍花屬的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,為未來亞洲閉鞘姜科的全面分類修訂奠定了基礎(chǔ)。 

      該研究成果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Plant Diversity上。中國科學(xué)院華南植物園陳娟博士和曾思金博士后為論文第一作者,夏念和研究員為論文通訊作者。相關(guān)研究得到國家自然科學(xué)基金和中國科學(xué)院戰(zhàn)略生物資源能力建設(shè)項(xiàng)目的資助。

      論文鏈接

      

      圖1. 地萵筍花屬的光葉地萵筍花(A?C)和萵筍花屬的閉鞘姜(D?F)花序及花形態(tài)對比。A. 基生花序;B. 花蕾縱切,紅色箭頭示花冠管基部與花柱合生;C. 柱頭,綠色箭頭示2裂片等大,紅色箭頭示附屬物2裂,裂片角狀;D. 頂生花序;E. 花蕾縱切,紅色箭頭示花冠管基部與花柱離生;F. 柱頭,綠色箭頭示2裂片一大一小,紅色箭頭示附屬物2裂,裂片半圓形。

      

      圖2. 光葉地萵筍花Parahellenia tonkinensis (Gagnep.) Juan Chen, L.Y. Zeng, S.Jin Zeng & N.H. Xia。A. 生境;B. 分枝;C. 花正面觀;D. 花側(cè)面觀;E. 花序;F. 雄蕊(從左至右為正面、背面和側(cè)面觀);G. 柱頭(從左至右為背面、正面和上面觀);H. 腋芽;I. 從左至右為3枚花冠裂片,果實(shí)帶果萼和小苞片,2枚苞片和2枚小苞片。

      

      圖3. 基于葉綠體組編碼基因構(gòu)建的閉鞘姜科系統(tǒng)發(fā)育樹。

      

      圖4. 基于兩個(gè)葉綠體基因片段(trnK內(nèi)含子和trnL-F間隔區(qū))構(gòu)建的萵筍花屬系統(tǒng)發(fā)育樹。


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