熊野藻属Kumanoa系统分类研究进展

熊野藻属(Kumanoa)是淡水红藻中基于rbcL和SSU基因序列建立的一个属,并进一步得到了cox1和UPA序列结果的支持,隶属于串珠藻目(Batrachospermales)。本文综述了熊野藻属系统分类及我国该属植物研究的研究进展,对其主要形态特征进行了界定。该属植物与串珠藻属植物形态结构相似,但果孢子体通常半球形,位于轮节中央,受精丝长度有限,果胞枝弯曲、扭曲或螺旋状,其细胞形状明显区别于营养细胞。分子数据显示其单独聚为一支,明显区别于串珠藻属的类群。中国淡水熊野藻属已记录的种类有10种。利用分子生物学手段对我国淡水熊野藻属进行深入系统的、多特征的分类研究是今后该属植物的主要研究方向。

中国串珠藻科植物地理分布及与环境因子的关系

研究以中国串珠藻科Batrachospermaceae的串珠藻属Batrachospermum、熊野藻属Kumanoa和西斯藻属Sheathia植物样本的经纬度和一些重要环境因子数据为研究材料,采用方差分析、相关分析、主成分分析和线性判别分析的方法,分析这些环境因子对3个属的地理分布影响及3个属地理分布和生长环境的差异性。根据方差分析和线性判别分析结果可知,串珠藻属、熊野藻属和西斯藻属的地理分布和生长环境具有明显差异性。相关分析和主成分分析结果显示,海拔高度、平均相对湿度、平均风速、最大可持续风速和大气压强是影响串珠藻属、熊野藻属和西斯藻属地理分布的重要环境因素。研究结果可为丰富我国淡水红藻生态地理分布和地理起源研究提供重要科学依据。

中国熊野藻属植物系统发育分析——基于叶绿体UPA序列

以中国产的6种熊野藻属（Kumanoa）和串珠藻属（Batrachospermum）植物为材料,测定其UPA序列,并在GenBank中下载相关基因序列,通过贝叶斯法、最大似然法和邻接法构建系统发育树,分析其系统发育。结果显示,UPA序列核苷酸变异位点占序列长度的43.1%,其中简约信息位点占序列长度的31.1%,种间差异度为0-1.81%,属间差异度大于4.19%,可以作为分子标记用于系统发育分析。中国产熊野藻属的两个种和来自世界范围内的多数该属种类聚为一大支,支持该属的建立。基于UPA序列的地理起源分析显示,两属的祖先分布区节点主要在北美洲和大洋洲,然后向其它地区扩散,熊野藻属向外扩散后,在南美洲分布较为集中。

基于叶绿体psaA和psbA基因的中国熊野藻属植物系统发育分析

以中国产熊野藻属Kumanoa的两个种,绞扭熊野藻K.intorta(=绞扭串珠藻Batrachospermum intortum),弯形熊野藻K.curvata(=弯形串珠藻B.curvatum)和其他6种淡水红藻为实验材料,对其psa A和psb A基因进行扩增和测序,并与Gen Bank中相近序列进行比对分析,以贝叶斯法、最大似然法和邻接法分别构建了单基因和联合基因系统发育树。结果表明,3种方法构建的系统树具有相似的拓扑结构,反映的系统发育关系基本一致,熊野藻属中的两个种聚为一支,与串珠藻属相分离,支持该属的建立;中国产的熊野藻属分子学研究结果与来自南美洲及澳洲的该属植物结果一致,说明该属的建立具有广泛的地理适用性。系统发育树聚类结果也明确反映了熊野藻属与串珠藻属较近的亲缘关系,根据果胞枝形态特点,推测熊野藻属进化地位晚于串珠藻属植物,而早于顶丝藻目和红索藻目。此外,胶串珠藻与其他串珠藻组植物分离,支持将其单独分组,红索藻目植物与串珠藻目植物分离,支持红索藻目的建立。同时也表明psa A和psb A基因用于淡水红藻分析,能够较好地反映其系统发育关系。

一株淡水红藻的形态及分子系统发育研究

以采自山西晋祠泉的一株淡水红藻JC1712001为实验材料,对其进行分子系统发育分析和形态特征鉴定,同时利用分子数据对其进行生物地理学研究.结果显示,该株淡水红藻JC1712001与美国、西班牙地区报道的马赫拉熊野藻(Kumanoa mahlacensis Kumano)遗传距离最近,基于rbc L、COI和UPA序列的遗传距离均为0.基于3个序列,利用贝叶斯法、最大似然法和邻接法3种方法构建的系统发育树具有高度一致的系统发育关系,JC1712001均与西班牙及美国地区已报道的马赫拉熊野藻聚为一支,支持率都在97%以上,支持其为马赫拉熊野藻,同时也表明3个基因的高度保守性.形态特征的观察也支持这个结果.马赫拉熊野藻在欧洲、亚洲、北美洲均有分布,RASP软件构建的地理起源图谱显示,欧洲类群地理起源更为古老.马赫拉熊野藻为稀有种,本文的研究结果丰富了我国淡水红藻的分布,为其系统发育和地理起源研究提供了依据.