中国锥囊藻科的分类修订及分子系统学研究

The Dinobryaceae, a family in Chrysophyta, which is wildly distributes in freshwater, is known as an important oligotrophic ecological indicator of relative phosphorus poor and low nutrient water body. However, it is very difficult for identifying its members because the protoplasm of most species is easily degraded as lack of cell wall. The present taxonomic criterion for Dinobryaceae is the shape of the lorica, which is a transparent structure enveloping cells. BUT, this is not reliable as the existence and shape of the lorica is not a stable character indicated in our previous study. To solve this problem, in this study, the systematic taxonomy study will be carried out based on countrywide field investigation and large sampling of Dinobryaceae in China. The reasonable criteria for Dinobryaceae identification will be established by comprehensive analysis of both morphological and molecular data. To achieve this, 1) all potential morphological characters will be evaluated in taxa; 2) phylogenetic trees will be reconstructed based on genetic information from sequence distance of both chloroplast and nucleic conserved genes and inter spaces sequence; 3) the present taxonomic criteria will be revised based on large mount data collected above, and the reasonable taxonomic system will built. Our results will provide comprehensive knowledge of the flora and corresponding distribution of Dinobryaceae in China, as well as the essential scientific support for biodiversity protection.

锥囊藻科隶属金藻门，是一个广泛分布于淡水水体，对贫营养型水体具有重要指示作用的类群。由于没有细胞壁包围，原生质极易被降解破坏，种类鉴定较为困难，分类系统复杂多变，目前主要依据囊壳形态分类，但前期研究已发现囊壳的有无和形状变化并不是一个稳定的特征。因此本项目将在进行广泛的野外调查和标本采集的基础上，采用形态学、活体培养和分子生物学技术相结合的手段，对我国淡水锥囊藻科植物进行深入系统的、多特征的分类研究，包括（1）利用形态学方法研究锥囊藻的特征，评价关键特征的分类学价值；（2）利用基因序列分析进行分子系统学研究，构建系统发育树，明确该科内各谱系的亲缘关系；（3）综合形态特征和分子数据，澄清科内的系统学类群，构建分类依据和标准，对现有分类系统进行修订，建立锥囊藻科客观有效的分类方法。该项目的研究不仅对全面了解中国锥囊藻科的区系分布现状有重要科学意义，而且对其生物多样性的保护也具有重要的指导作用。

锥囊藻科（Dinobryaceae）隶属金藻门，是一个广泛分布于淡水水体，对贫营养型水体具有重要指示作用的类群。由于没有细胞壁包围，原生质极易被降解破坏，种类鉴定较为困难，分类系统复杂多变。通过本项目的执行，对我国不同生态类型的淡水水体进行了活体样品的采集，参考采样水体环境参数，建立了锥囊藻科中属种的单克隆培养株系；利用光学显微镜、透射电镜、扫描电镜，观察了藻种的形态学特征（包括细胞和囊壳的特征、群体和单细胞的特征等），分析了重要形态学特征的稳定性，初步判断其分类学价值；筛选稳定的形态学特征作为分类依据，与邻近属种进行对比和聚类分析，建立了基于形态特征的分类标准和系统关系，分析了重要形态学特征的稳定性，判断其分类学价值，筛选稳定的形态学特征作为分类依据，与邻近属种进行了对比和聚类分析，建立了基于形态特征的分类标准和系统关系；基于多基因的序列分析，构建了ML、NJ、Bayse等分子系统树及联合树，开展了分子系统学研究，明确了锥囊藻科属种间各类群的分类学和系统学关系；基于形态学比较研究和分子系统学数据，分析了系统发育过程，明确了该科的分类地位，进一步修订和完善了锥囊藻科植物的分类系统。通过对中国锥囊藻科植物的补充采集，对中国的锥囊藻科植物进行了分类修订，发现并报道了2个新种，丰富了中国锥囊藻科植物的多样性。本项目的研究不仅对全面了解中国锥囊藻科的区系分布现状有重要科学意义，而且对其生物多样性的保护也具有重要的指导作用。