碩葉杜英,中國杜英科一新記錄種

王一麾,金佳怡,王立彥,謝宜飛,4*

(1 北京林業大學 園林學院,北京 100083;2 贛南師范大學 生命科學學院,江西贛州 341000;3 云南銅壁關省級自然保護區,云南盈江 679300;4 南嶺植物資源保護與利用贛州市重點實驗室,江西贛州 341000)

杜英屬(Elaeocarpus)是杜英科(Elaeocarpaceae)中最大的屬,約200種,分布于東亞,東南亞及西南太平洋和大洋洲[1]。中國的杜英屬物種主要分布于華南及西南地區。最早E.D. Merrill于1922年與陳煥鏞合作,研究了廣東、廣西,特別是海南島的植物,其中包括杜英屬植物,發表多個物種。直至2018年,先后有較多的杜英屬新物種被發表[2],例如1958年陳煥鏞和侯寬紹發表了產自海南和廣西3新種1新變種[3];1979年張宏達發表了中國杜英屬一些新種,這些成果被編寫到《中國植物志》、《廣西植物志》、《廣東植物志》杜英科中[4-6];1988年和1992年唐亞在張宏達的基礎上以云南省杜英科為主進一步整理了中國杜英科植物,發表了3新種4新變種,歸并處理了一些種類[7-8]。FloraofChina中記載中國杜英科植物有2屬53種,其中21種特有[1]。鄰近中國的東南亞是杜英屬最豐富的地區之一,產自印度的錫蘭杜英(Elaeocarpusserratus)是杜英屬的模式種[9]。1874年M.T. Masters 記載了40種杜英屬植物,并且劃分杜英屬種類為4組,其中包含了一部分東南亞杜英屬植物[10]。1980年至2010年,Coode研究了澳大利亞及東南亞杜英屬的分類[11-16]。越來越多的杜英屬植物分類研究成果,例如FloraofVietnam等東南亞植物志[17]的出版,為研究東南亞和中國杜英屬的密切聯系提供了有利條件。

云南作為中國西南地區省份,其地理位置特殊,地形復雜多樣,植被豐富多樣,近年來有許多新種和新記錄被發表[18-19]。2020年11月作者在云南省盈江縣開展杜英科物種調查,于盈江縣浪速村采集到多種杜英屬植物標本,發現其中一種葉基部漸狹或下延,花瓣外部被銹色短柔毛,核果被銹色短柔毛,不同于云南省已記載的杜英屬物種。通過進一步查閱比對相關文獻[1-8]和標本,結合葉綠體全基因組數據對存疑材料的分類地位進行分析,結果表明其為ElaeocarpusgrandifoliusKurz,新擬中文名碩葉杜英,為中國新記錄種。該新記錄種憑證標本存放于贛南師范大學南嶺植物標本館(GNNU)。

1 材料和方法

1.1 材 料

標本采集于云南省盈江縣浪速村,存放在贛南師范大學南嶺植物標本館(GNNU)。

1.2 方 法

1.2.1 形態觀察

使用解剖工具進行形態觀察,使用數碼相機(Alpha A7M3)進行拍照。

1.2.2 基因組DNA提取及測序

采用改良的十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)法提取樣本總DNA[20],之后利用瓊脂糖凝膠電泳和NanoDrop-2000微量分光光度計檢測DNA純度和濃度并將樣本的DNA送至北京睿博興科生物技術有限公司,并使用Illumina HiSeq(TM)2000進行高通量測序。將得到的原始圖像數據文件經CASAVA堿基識別(base calling)分析轉化為原始測序序列(raw data),將原始測序序列過濾掉帶接頭的、低質量的reads獲得6.12 Gb的clean reads,并且命名為1_1_clean.fq文件[21-22]。

1.2.3 基因組組裝與系統發育樹構建

經Geneious 11.0 軟件Trim Ends去除接頭兩端低質量序列后的高質量分析序列,以Elaeocarpusjaponicus(杜英科杜英屬,GenBank 登錄號:MT985378)葉綠體基因組為參考序列進行組裝。利用 SPAdes v3.6.1 在默認參數下進行從頭拼接,并生成一系列Contigs[23],將長度大于1 000 bp的Contigs用于葉綠體基因組組裝,匹配連接構建完整的葉綠體基因組序列[24]。測序后的clean reads上傳至NCBI的SRA數據庫(PRJNA732813, SRR14662263),使用Bankit 將注釋好的序列提交至NCBI,獲得Genbank登錄號:MZ292980。

從NCBI數據庫下載水石榕(Elaeocarpushainanensis)、毛果杜英(Elaeocarpusrugosus)、日本杜英(Elaeocarpusjaponicus)等8個物種完整葉綠體基因組序列(表1)。猴歡喜(Sloaneasinensis)和心葉猴歡喜(Sloaneacordifolia)為外類群。利用MEGA7.0軟件比對序列,去除兩端不整齊序列[25]。首先使用PhyloSuite軟件ModelFinder進行模型分析[26],然后使用PhyloSuite軟件中的MrBayes構建貝葉斯系統發育樹,并且計算分支的后驗概率[27]。Tree文件使用軟件FigTree v1.3讀取[28]。

表1 NCBI物種序列登錄號

2 結果與分析

2.1 分子鑒定

從基因庫下載杜英屬8個物種的完整葉綠體基因組序列,其中包含形態相似,易混淆的物種毛果杜英,利用葉綠體全基因組序列構建系統發育樹,結果分析表明水石榕與毛果杜英是姊妹群,后驗概率為1,而碩葉杜英與前2種組成的分枝為姊妹群,后驗概率為1(圖1)。

分支節點上的數字代表后驗概率

2.2 新記錄種描述

碩葉杜英(新擬),ElaeocarpusgrandifoliusKurz inJ.Asiat.Soc.Bengal,Pt.2,Nat.Hist., 41(2): 294. 1872. Type: Myanmar, Tenasserim, 15thFebruary, 1908, Kurz, S. (holotype, K000675982; isotype, K000675980, K000675981)。見圖2。

A.葉片正面;B.葉片背面;C.葉柄;D.果實;E.種子;F.總狀花序;G.花;H.花瓣;I.雄蕊;J.雌蕊;K.萼片;L.等模式標本;M.主模式標本。

常綠木本。幼枝被黃褐色或銹色絨毛;葉柄粗,厚4～6 mm,被柔毛,葉膜質,長圓形或卵圓形,長30～37 cm,寬14～16 cm, 側脈每邊18～20條,主脈被柔毛,次脈較多且禿凈無被毛;葉先端銳尖或短漸尖,葉基部漸狹或下延;葉邊緣有稀疏細鋸齒。

總狀花序生于枝頂葉腋內,被銹色微柔毛;花大,花梗長1.3～2.5 cm,被黃色微柔毛;花萼線狀披針形,長1.8～2.0 cm,5片或6片,被銹色微柔毛;花瓣倒披針形,長1.3～1.5 cm,5片或6片,外部被銹色短柔毛,先端流蘇狀條裂,裂片15～20;雄蕊多數,長1～1.2 cm,花藥多,纖細,長2～4 mm,頂端突出成芒刺狀;花絲長6～8 mm,底端縱向開裂至頂端;子房密被短柔毛;核果橢球形,被銹色短柔毛,長約3.5 cm;內果皮堅果狀,較厚,表面多溝紋。

標本引證:云南盈江縣浪速村(97°39′23″E, 24°36′44″N),山坡疏林,2020年11月5日, 王立彥PVHJX013543(GNNU)。

分布:緬甸德林達伊;中國云南。

該種在云南省西南部盈江縣和緬甸國境的交界地區常見,野外觀察到2個群落分布于山谷、山坡疏林中。形態上碩葉杜英與毛果杜英相似,兩者葉片均較大,花序梗銹色被絨毛,但碩葉杜英葉柄短,葉基部漸狹或下延,膜質,花瓣外部被銹色短柔毛,核果被銹色短柔毛。

系統發育樹上與毛果杜英互為姊妹群的水石榕,同碩葉杜英的形態差別更加明顯,水石榕葉片狹窄倒披針形,先端尖,核果紡錘形。

因大葉杜英已被Elaeocarpusbalansae使用,新擬中文名為碩葉杜英。

致謝：劉仁林教授、李中陽博士、邱相東、童陽、鐘穎惠協助野外采集和拍照等工作,特致謝意。