中国长篦藻属硅藻的分类修订及分子系统学研究

The genus Neidium Pfitzer belongs to Bacillariophyta, Pennatae, Naviculales, Neidiaceae. It is a unique and distinct characteristic group which play an important role in the evolution of freshwater diatom. This genus is a very species-rich diatom genus with more than 500 taxa in the world. However, there continues to be confusion over some species and synonyms makes the classification of this genus difficult. In this study, we will perform thorough taxonomic research on Neidium in China. Through many field investigations, the collected Neidium species will be examined using LM and SEM images. As well, explored the taxonomic characters by the kinds of morphological structures to make clear the species diversity and the flora of this genus. In addition, isolated Neidium individuals will be sequenced for rbcL, psbC, 18S rRNA and 28S rRNA genes. The sequence data is concatenated to construct phylogenetic trees using Maximum Likelihood and Bayesian Analysis techniques. Finally, by these data to revise and improvement the classification of Neidium. It will provide scientific evidence for the further research on the protection of algal biodiversity and the evolution of freshwater diatom in China.

长篦藻属Neidium Pfitzer隶属于硅藻门，羽纹纲，舟形藻目，长篦藻科，是一个独特的、分类特征明显的自然类群，在淡水硅藻的系统演化中占有重要地位。本属目前全世界已报道500多个分类单位，是硅藻植物中种类较多的属。由于该属种与种之间的界限常不明显，同物异名较多，分类系统存有争议，因而分类难度比较大。本项目将对我国长篦藻属Neidium开展深入的分类学研究，通过大量野外藻类标本的调查和采集，运用光学显微镜（LM）和扫描电子显微镜（SEM）对该属种类的形态结构特征进行观察和分类鉴定，探究该属的形态学分类特征，确定该属在我国的种类及区系分布。同时对分离藻株的rbcL、psbC、18S rRNA及28S rRNA等基因序列进行测序分析，通过最大似然法、贝叶斯分析等方法构建分子系统树，进一步修订与完善其分类系统，为我国藻类植物生物多样性的保护及淡水硅藻的系统发育提供资料和依据。

长篦藻属Neidium Pfitzer隶属于硅藻门，羽纹藻纲，舟形藻目，长篦藻科，是一个独特的、分类特征明显的自然类群。目前，全世界已报道的长篦藻属有500多个分类单位，是硅藻植物中分类较多的属。但是该属种与种之间的界限常不明显，同物异名较多，种的归属混乱，导致分类系统存在很多争议，因而分类难度比较大。.本研究对中国已报道的长篦藻属硅藻进行了整理，对全国采集的硅藻进行调查和采集，运用光学显微镜（LM）和扫描电子显微镜（SEM）对采集到的长篦藻属Neidium种类的形态结构特征进行观察和分类鉴定，探究该属的形态学分类特征，确定该属在我国的种类及区系分布。同时对分离藻株的rbcL、18S rDNA基因序列进行测序分析,构建分子系统树，进一步修订与完善了该属的分类系统，结果如下：.1.中国已报道的长篦藻属植物有85个分类单位，包括47种27变种11变型，对每个种的形态学描述、生境、分布地、光镜照片等信息进行了整理。.2.对采集到的长篦藻属硅藻进行了形态学研究，共鉴定出长篦藻属硅藻26种，其中，未确定种11种，每个种类有光镜照片，部分种类有扫描电镜照片。.3.利用rbcL、psbC和18S rDNA三种基因序列构建的长篦藻属ML、BA和NJ系统进化树，结果显示：.（1）基于rbcL和18S rDNA基因联合构建的长篦藻属与其近缘属的系统进化树显示：长篦藻属Neidium与弯缝藻属Scolioneis、旋舟藻属Scoliopleura和泥生藻属Luticola聚在一大支上，它们具有较近的亲缘关系。.（2）基于rbcL和18S rDNA基因构建的长篦藻属系统进化树显示：原属于长篦藻属的Scolioneis kozlowii没有与长篦藻属聚为一支，而和旋舟藻Scoliopleura单独聚为一支，这两个属的亲缘关系更近。结合形态学、分子生物学和生态习性，恢复了弯缝藻属Scolioneis的分类地位，并将S. kozlowii、S. kozlowii var. genuinum等种类也划分到该属中。.（3）基于rbcL和psbC构建的长篦藻属系统进化分析显示，楔形长篦藻cuneatiforme和不定长篦藻N. dubium单独聚为一支，且进化距离要大于别的长篦藻属硅藻。形态上这两个种壳面近缝端呈水滴状，结合分子数据表明，这是长篦藻属硅藻系统发育过程中的一个重要特征。