中国巨孢衣科地衣系统分类学研究

Megasporaceae (Pertusariales, Ascomycota) is one of the largest families of lichenised fungi and contains 5 genera and about 280 species, which is an important ascomycous group and widely distributed in arid and semi-arid regions of the world. The establishment of the family was based on the comprehensive analysis of phenotypic characteristics and molecular data. Except Megaspora (including only 2 species worldwide), the other four genera of the family are not easily to be identified without nuITS rDNA sequences. In the family Megasporaceae, so many populations or species, which have no ascocarp, or incomplete phenotypic characteristics, or different Phenotype but with almost the same nuITS rDNA sequences, could only be identified by the combination with phenotype and genotype method. Studies of the group in China were mainly focused on the genus Aspicilia before 1998 and incomplete, about 60 species had been reported in scattered papers and herbarium materials of these species needed to be reexamined with the new taxonomic system and modern methods of lichen taxonomy by combining morphological and molecular data methods. We have collected about 2100 specimens of the family, 800 specimens of them have been identified and 3 new species have been described. On the basis of the previous researches, the field investigation will be taken to collect more new materials in this project. The genera and species composition of the family will be found out, and 3-5 nuITS rDNA sequences of every species will also be determined. The result of this research will promote fungal taxonomy and systematics, and will be useful to the reasonable exploitaion of the resource.

巨孢衣科是子囊菌门的重要类群，是基于表型特征和分子数据综合分析而建立的，包括5属约280种，在世界干旱半干旱地区广泛分布。除巨孢衣属外，其余4属仅据表型特征不易进行属级鉴定，需辅助于nuITS rDNA序列。巨孢衣科地衣有许多繁殖结构缺失或表型特征界线模糊的类群，亦有表型特征各异而nuITS rDNA序列极为相似的物种，这些物种的界定均需联合表型特征和分子数据进行。前人零散报道的60种中国巨孢衣科地衣是依据旧分类系统和传统研究手段而界定的，亟需新的分类系统和方法对其订正研究。申请者已积累了相关标本2100余份，并800份标本进行了系统分类学研究，发现3个新种。本项目将在全国范围内补采巨孢衣科地衣标本，结合形态解剖学特征、地衣化学成分及地理分布，并测定所有中国巨孢衣科地衣物种的nuITS rDNA序列（每种3-5条），对该类群地衣的物种进行科学界定，澄清中国巨孢衣科地衣的属、种组成与分布。

我国大部分小型地衣类群的研究都刚刚起步，尤其是壳状地衣的分类研究十分欠缺。本项目以常见壳状地衣——中国巨孢衣科地衣为研究对象开展地衣分类研究。在本项目的资助下，项目组先后派29人次赴全国各地对巨孢衣科地衣进行野外资源调查和标本采集工作，共采集3150余份地衣标本，其中有1387份属于巨孢衣科地衣类群，使部分罕见种的地衣标本量和分布点得到了补充，同时，查阅和借阅了格拉茨大学植物标本馆（GZU）、中科院微生物研究所菌物标本馆（HMAS-L）、中学院昆明植物研究所隐花植物标本馆（KUN）等标本馆借阅相关地衣标本327份。我们运用形态、解剖、化学、地理分布、生态学、分子生物学等相结合的现代地衣生物学研究方法，对2600余份中国巨孢衣科地衣进行了综合分析研究，查明了中国巨孢衣科地衣分布有5属61种3亚种6变种10变型；利用微量结晶法（MCT）、薄层层析法（TLC，利用了A、B’和C溶剂系统）、高压液相色谱法（HPLC）等方法对所有研究标本进行了地衣次生代谢产物的检测，共测得巨孢衣科地衣次生代谢产物5种，这为地衣属、种分类鉴定提供了依据；对文献报道的17个巨孢衣科地衣分类单位进行了订正研究，发现5个新种、11个中国新纪录种和若干地区新纪录种。至今，全世界已报道巨孢衣科地衣6属300余种，而我国有5属62种3亚种6变种10变型。我们提取了绝大部分中国巨孢衣科地衣已知种类的ITS等DNA序列，利用ME、ML和Bayesian等方法构建系统发育树，研究结果显示现行分类系统中的平茶渍属为复系类群，已将部分种类置于其他相关属中。期间，已发表标注有本项目基金资助研究论文5篇，尚有3篇论文已接收，待刊印；有5名硕士研究生参与该项目研究，4名已获得硕士学位。通过该项目的实施，我们目前已完成了本项目研究内容，达到了预期目标，这对丰富中国壳状地衣物种多样性以及中国孢子植物志——巨孢衣科地衣类群的编写提供了可靠数据。