中国袋衣属地衣的分类学研究

Being as pioneer, lichens are vital in soil processes and weathering of rocks, moreover, they can produce many unique metabolites, which have excellent bioactivities. Recognizing lichen species, that is, the taxonomy work of lichens, is the basis of all the other research work taking lichens as objects of study. Hypogymnia belongs to Parmeliaceae, Lecanorales, Lecanoromycetes, Ascomycota, Fungi, which distributes widely in China, and have abundant biological resource. Up to now, 43 species have been reported in China, accounting for almost 43% of this genus worldwide. This project will focus on the phylogentetic relationship among the species and the classification system of Hypogymnia, by phenotype and multi-gene DNA sequences analysis, the following contents will be studied: 1). to investigate the species diversity of Chinese Hypogymnia, clarify the species number and distribution,and enrich the recordation of Chinese lichen species; 2). to discuss the phylogenetic relationship among species, evaluate the phenotypic characters used in the taxonomy of Hypogymnia, and improve the current classification system; 3). to isolate the mycobiont and photobiont, enrich the Chinese lichen germplasm resource bank, and lay the foundation for the exploitation of lichen resource.

地衣是先锋生物，在岩石风化和土壤形成中具有重要作用，此外，它能产生独特的次生代谢产物，具有非常好的生物活性。认识地衣物种，对地衣进行分类学研究是地衣领域其他研究的基础。袋衣属隶属于真菌界，子囊菌门，茶渍纲，茶渍目，梅衣科，该属地衣在中国分布广泛，资源丰富，目前已报道43种，占世界该属总数的近43%。本项目拟围绕袋衣属种间的系统发育关系和袋衣属分类系统这两个科学问题，通过表型和多基因序列分析的方法，进行如下研究：（1）、调查中国袋衣属的物种多样性，查明物种数和分布，丰富我国地衣种类的记载资料；（2）、探讨袋衣属种间的系统发育关系，评估本属分类的表型性状，完善袋衣属的分类系统；（3）、分离培养中国袋衣属地衣共生菌藻，丰富中国地衣共生菌藻种质资源库，为地衣资源的开发利用奠定基础。

袋衣属（Hypogymnia）隶属于梅衣科（Parmeliaceae）、茶渍目（Lecanorales）、茶渍亚纲（Lecanoromycetidae）、茶渍纲（Lecanoromycetes）、果囊菌亚门（ Pezizomycotina）、子囊菌门（Ascomycota）、真菌界（Fungi）。项目申请时世界范围袋衣属已知约100种，中国43种，主要分布于北半球，中国是袋衣属地衣的重要产地，在已报道的43种中近50%为中国特有种。国内外袋衣属地衣研究主要集中于经典分类学，属内种间的划分标准主要依靠表型性状，种间系统发育关系以及该属分类系统的科学性尚待研究。更多物种、更多标本量，以及更多的高变基因位点的选取对于袋衣属分子系统学研究尤为关键。.本研究首先通过扩大全国采集范围，利用表型和多基因序列分析的方法，对中国袋衣属地衣物种多样性进行调查，确定物种数和分布；其次探讨袋衣属的系统发育关系、评估表型分类性状，完善该属的分类系统；并通过孢子释放和组织培养的方法，对中国袋衣属地衣共生菌藻种进行分离培养和保育。.项目执行过程中，借阅全球范围及国内各大标本馆馆藏的袋衣属模式及普通标本，项目负责人及成员赴国外（美国和日本）和国内16个省（自治区）采集新鲜标本。最终总计对3000余份标本进行了形态学观察和研究，确定中国袋衣属包括47种，约占世界袋衣属总种数的44%，其中发表新种1个，地方新记录种1个；基于世界范围袋衣属90种发现该属新性状假根的存在，补充了袋衣属的特征描述。通过表型和多基因片段综合分析，对袋衣属中的种对（species pair）Hypogymnia flavida和H. hypotrypa进行了研究，结果显示，一直用于分辨两种的表型性状—粉芽并不能很好的区分和界定两种，所以依据综合分析的结果，建议将两种合并。对400余份袋衣属新鲜标本进行了DNA提取及5个基因片段的PCR扩增，最终获得袋衣属31种约450条DNA序列。通过系统发育学分析，结果显示地衣体上表面粉霜、下表面穿孔、大子囊孢子及化学成分松萝酸（usnic acid）等的有无在属内种间的区分中具有重要作用，对袋衣属分类系统提出了修正建议。.本项研究确定了中国袋衣属的物种数和分布，发现了新性状，探讨了袋衣属的系统发育关系，评估了表型分类性状，对完善世界范围该属的分类系统使其更加趋于自然提供了有益的参考。