中国片叶苔属的分类和物种多样性分化

With global warming, environmental pollution and deforestation, many species have been extinct before nomenclature and utilization. Riccardia, comprising 277 species mainly distributed in moist natural forests, is a large genus in liverworts and sensitive to the quality of habitats. Owning to simple thalloid structures, the lack of constant diagnosis characters, great morphological plasticity and limited phylogenetic research, the classification of this genus is greatly challenged. Until now, the group of Riccardia have not been included in the published Bryophyte Flora of China. In the present project, we will conduct a first phylogeny focusing on the deep phylogenetic framework of Riccardia based on nuclear ribosomal DNA and four plastid regions (trnK-psbA, rps4-trnL, trnD-T, trnL-F) with the worldwide samples in order to shed new light on the classification of this genus and reveal the diversity and distribution of Chinese Riccardia. Moreover, the spatial-temporal evolution history and mechanisms of diversification within this genus will be examined. The results will provide new insights on the maintenance, use and conservation of plant resources in the simple thalloid liverworts.

随着全球气候变暖、环境污染和原始森林的减少，许多物种还没有被发现和利用就已经灭绝了。片叶苔属是苔类植物门的一个大属，目前已接受有277种，主要分布于潮湿的自然森林中，是对环境极为敏感的简单叶状体苔类。由于形态结构简单，可靠的分类特征有限，形态可塑性又大且缺少分子系统发育的研究，片叶苔属的分类一直备受挑战，至今我国苔藓志还没出版这一重要的类群。本项目拟首次通过世界范围的取样，利用核基因ITS片段, 叶绿体基因trnK-psbA, rps4-trnL, trnD-T, trnL-F片段，结合形态分类学和分子系统学的方法，建立该属新的分类系统，修订我国片叶苔属的分类，探讨形态特征和生态位分化与多样化速率在时空上转化的相关性，揭示其物种多样性形成和分化的机制。本项目的实施，不仅将揭示我国片叶苔属的物种多样性和分布，也为全球气候持续变化下简单叶状体苔类物种多样性维持和保护提供理论依据。

片叶苔属是简单叶状体苔类中种类最多的属，目前接受的种类有260余种，是苔类植物疑难类群之一。该属植物全球广布，形态变异复杂，各个地区的苔藓学家对其关键形态分类特征不一致，导致其属下分类困难，在中国的种类数目也不明确。本项目通过大量标本的观察，确认了中国片叶苔属30种，包括新发现种类2种。本研究通过对带叶苔科的代表属进行取样，利用三个叶绿体片段(psbA–trnH、rps4、trnL–F)构建了带叶苔科的系统框架，明确了片叶苔属在带叶苔科中的位置，并发现了一个新属和5个新种。另外结合核基因nrITS片段和4叶绿体片段(trnL–F、rps4、psbA–trnH、trnG)构建的片叶苔属的系统发育树揭示片叶苔属呈现快速辐射分化，以粘液毛为划分依据亚属并不是单系，并根据其属下支系的系统关系和形态特征将其划分为4个组。生物地理学分析发现片叶苔属起源于第三纪早期的东南亚，主要通过路桥进行扩散。由于辐射分化，本研究未能解决片叶苔属深层次系统发育框架，未来可尝试用叶绿体基因组来解决该问题。