中国弯枝藻目的分类修订及分子系统学研究

The order Compsopogonales belongs to Rhodophyta, Florideophyceae, Bangiophycidae. It is one important taxon of the gradually endangered freshwater red algae, and occupies an important place in the systematic evolution of Rhodophyta. Classification of this order is very difficult due to morphological diversity, confused sexual reproduction and specific habitats; moreover, there are still many debates in the classificatory system. In this project, we will perform thorough taxonomic research of Compsopogonales in China. Morphological characteristics of thalli will be investigated under optical microscope and electron microscope (including SEM and TEM) based on widely field investigation and specimens collection. Simultaneously, phylogenetic trees will be reconstructed based on multilocus by using molecular biology methods. Classificatory characteristics will be analysed, and the classificatory system will be amended and refined. This study will clarify species and distribution of Compsopogonales in China. Effective classificatory methods will be established, subsequently, classificatory characteristics and classificatory system will be further refined . It will provide scientific evidences for further research on the protection and restoration of algae biodiversity in China.

弯枝藻目（Compsopogonales）隶属红藻门，红藻纲，红毛菜亚纲，是日渐濒危的淡水红藻中的一个重要类群，在红藻门的系统演化中占有重要地位。由于该目植物形态变化多样，有性生殖阶段不清，生长环境要求特殊，因此，分类难度较大，分类系统也存在颇多争议。本项目将对我国产弯枝藻目植物进行深入系统的分类研究，在进行广泛野外调查和标本采集的基础上，运用光学和电子显微镜（包括扫描和透射）对植物体的形态结构特征进行观察和分类鉴定，同时采用分子生物学的方法构建基于多基因的系统进化树，分析分类特征，修订和完善分类系统。这项研究不仅可以搞清楚我国该目植物的种类和分布，建立有效的分类方法，进一步完善其分类特征和分类系统，同时也为我国藻类植物生物多样性的保护和恢复提供科学依据。

弯枝藻目Compsopogonales隶属红藻门，红藻纲，红毛菜亚纲，是日渐濒危的淡水红藻中的一个重要类群，在红藻门的系统演化中占有重要地位。由于该目植物形态变化多样，有性生殖阶段不清，生长环境要求特殊，因此，分类难度较大，分类系统也存在颇多争议。本项目在全面采集、保存大量标本的基础上，对我国的淡水产弯枝藻目植物进行了分类鉴定，系统、深入地研究了中国淡水产弯枝藻目的种类组成。迄今，中国的淡水弯枝藻目植物已发现1科2属6种，其中4种为中国特有。在对我国淡水产弯枝藻目植物进行观察和分类鉴定的基础上，对该目的分类系统进行了评述并对主要分类特征进行了分析评价。用于该目植物的主要形态分类依据有匍匐部分的形态、藻体大小、皮层细胞的组成、分枝的发生及单孢子的大小。目前已知的种类全部分布于泉水和溪流等流动的洁净水体中。对采自中国的两株代表植物进行了分子生物学综合分析，测定了不同基因组的5个分子标记包括细胞核SSU序列，叶绿体rbcL、psbA和UPA序列，线粒体COI序列，并基于不同分子标记构建系统发育树。结果显示不同形态的种与其它弯枝藻Compsopogon caeruleus聚合为一枝，并且支持率很高，由此推断两个样本均代表弯枝藻。基于分子序列的起源时间和祖先地理起源推测，它们约在573-1701百万年前的元古代时期发生分化，祖先起源地位于劳伦古大陆中的北美洲板块，虽然起源早，进化时间漫长，但具有高度的遗传保守性，从而导致了目前的分布模式。对代表植物弯枝藻Compsopogon caeruleus的叶绿体和线粒体基因组进行了测序，结果显示在所有已发表的多细胞红藻基因组中，弯枝藻C. caeruleus拥有最大的叶绿体基因组，其中内含子分布广泛。基于细胞器基因组大小、GC含量、系统发育分析和分歧时间的估算结果，弯枝藻C. caeruleus起源于内陆水体并在其中独立演化。本项目的研究不仅搞清楚了我国该目植物的种类和分布，建立了有效的分类方法，进一步完善了其分类特征和分类系统，同时也为我国藻类植物生物多样性的保护和恢复提供了科学依据。