胶毛藻目的系统分类学研究

The green algae in Chaetophorales are branched or unbranched filamentous or pseudoparenchymatous, which are commonly found in various water and the surface of wet soil. There are remaining lots of taxonomic problems in systems of Chaetophorales based on morphology, however, the same cases also occur in system based on molecular phylogeny. There is still no molecular sequences recorded in more than half of genera of Chaetophorales sensu lato, since the samples of these genera are difficult to collect. Most genera in Aphanochaetaceae and Chaetophoraceae (Chaetophorales sensu stricto) are polyphyetic, which indicates that these genera need further taxonomic emendations. In present study, we plan to collect Chaetophorales specimens on a large scale in China to investigate their distributions and diversities. The phylogenetic positions of the genera with no molecular sequence will be studied, and the polyphyletic genera such as Chaetophora and Stigeoclonium will be also emended by polyphasic methods. The phylogenetic position of Chaetophorales and the relationships within core Chlorophytes will be also discussed by phylogenomic inferences in present study.

绿藻门胶毛藻目中的藻类植物体为分枝或不分枝的丝状或由分枝藻丝构成的假薄壁组织状，常见于各种水体或潮湿的土壤表面。依据经典形态学建立的胶毛藻目分类系统遗留的分类学问题较多，而根据分子系统发育建立的分类系统也存在诸多的分类学难题。受限于实验材料的难以采集，广义胶毛藻目中一半以上的属仍缺乏分子数据、其系统发育位置仍旧未知；而狭义胶毛藻目中的隐毛藻科和胶毛藻科中的胶毛藻属和毛枝藻属均为多系类群，需要进一步的分类修订。本项目拟对中国境内的胶毛藻目进行大范围采集、分离纯化藻株，以明晰我国胶毛藻目区系分布特点和多样性；通过对获取采集藻株的分子序列进行系统发育分析，研究分子序列未知的属种的系统发育位置；并结合形态特征和超微结构特征，对胶毛藻目中的多系类群进行分类修订；通过系统发育基因组学分析，对胶毛藻目在绿藻类群中的系统发育位置和核心绿藻类群的系统分支关系进行深入探讨。

胶毛藻目属绿藻门绿藻纲，广泛分布于淡水生态系统中，常附着于各种基质或其它大型植物表面，是水体重要初级生产者。项目执行期间于全国17省52市采集标本200余份，分离纯化藻株100余株并详细观察了16个物种的生活史和超微结构特征。此外新增18S rDNA、ITS rDNA和tufA分子序列475条。鉴定出广义胶毛藻目3属3种，并建议将链枝藻属和溪流链瘤藻从绿藻纲转移至石莼纲石莼目中。鉴定出狭义胶毛藻目5科8属28种，新种1个，即阿尔山拟胶毛藻，新组合种6个，新纪录种3个；基于植物体不同的外观形态及分枝分式，修订了多系的胶毛藻属，新建拟胶毛藻属。.新增胶毛藻目类群叶绿体基因组数据12个，基于叶绿体基因组的系统发育分析确认了胶毛藻目系统学位置，即鞘藻目位于绿藻纲OCC分支的基部，胶毛藻目和楯毛藻目聚为一支，形成姐妹类群；在胶毛藻目内部，动孢子直立萌发的裂线藻科和动孢子匍匐萌发的隐毛藻科聚为一支，共同位于胶毛藻目基部，而广义胶毛藻科位于胶毛藻目顶端并形成两大分支，分别具备动孢子直立萌发和匍匐萌发，只具备动孢子直立萌发的尾丝藻科与广义胶毛藻科有着最近的亲缘关系。.基于动孢萌发方式和叶绿体基因组系统发育分析，本研究提出了狭义胶毛藻目的进化假说：具备动孢子直立和匍匐两种萌发方式的裂线藻科和隐毛藻科组成的分支是最接近胶毛藻目原始祖先的类群；尾丝藻科发生了性状的丢失，只保留动孢子直立的萌发方式；在广义胶毛藻科内部，具有动孢子直立和匍匐两种萌发方式的毛枝藻样祖先类群分别向两个方向独立进化，一部分进化成动孢子只有匍匐萌发的类群，植物体匍匐部分高度分化的费氏藻属、拟胶毛藻属类群，另一部分进化成动孢子只有直立萌发，植物体直立部分高度分化的竹枝藻属类群。