劉 芳 田伊林 王宏偉

(遼寧師范大學生命科學學院, 大連 116081)

對枝蜈蚣藻的修訂研究
——基于形態(tài)特征和基因序列分析

劉 芳 田伊林 王宏偉

(遼寧師范大學生命科學學院, 大連 116081)

通過形態(tài)觀察結合rbcL和COⅠ基因序列分析的方法, 對采自廣東省汕頭市、浙江省溫州市和遼寧省大連市的對枝蜈蚣藻Grateloupia didymecladiaLi et Ding的11個標本進行了重新鑒定。結果表明: (1)藻體單生或叢生, 紅褐色或深紅色, 質地黏滑、肉質、衰老時軟骨質, 成熟藻體直立, 高15—50 cm, 主枝明顯, 扁平, 寬3—15 mm, 厚約1 mm, 末端漸尖, 1—3回羽狀分枝。小枝對生或互生, 生長在主枝上或主枝邊緣, 基部縊縮, 長短不一, 最長可達15 cm; 配子體為雌雄異體, 果胞枝生殖枝叢和輔助細胞生殖枝叢均為Grateloupia型, 果胞枝生殖枝叢主枝由5個細胞組成, 輔助細胞生殖枝叢主枝由4個細胞組成(5cpb-4auxb型); 四分孢子囊由四分孢子體的內皮層細胞產生, 呈十字形分裂。以上特征均與亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinataHolmes一致。(2)基于rbcL基因序列構建的系統樹顯示, 11個樣本之間無堿基差異, 形成獨立的進化支, 與產于韓國和日本的亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinataHolmes堿基差異分別為1 bp (0.08%)和2 bp (0.17%), 屬于種內差異; 基于COⅠ基因序列構建的系統樹顯示, 11個樣本之間無堿基差異, 形成獨立的進化支, 與韓國產的亞櫛狀蜈蚣藻堿基差異為1 bp(0.18%), 屬于種內差異。根據形態(tài)、結構及基因序列分析, 確定對枝蜈蚣藻與亞櫛狀蜈蚣藻為同一種, 根據優(yōu)先法則, 將對枝蜈蚣藻G. didymecladiaLi et Ding作為亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinataHolmes的同物異名。亞櫛狀蜈蚣藻為中國新記錄種。

紅藻門; 海膜科; 對枝蜈蚣藻; 亞櫛狀蜈蚣藻; 形態(tài)特征; 基因序列分析

Q949.29

A

1000-3207(2017)06-1273-09

亞櫛狀蜈蚣藻(新擬)Grateloupia subpectinataHolmes隸屬于紅藻門Rhodophyta, 杉藻目Gigartinales, 海膜科Halymeniaceae, 蜈蚣藻屬GrateloupiaC. Agardh, 主要特征為: 藻體叢生, 紅褐色或深紅色, 質地黏滑, 衰老后軟骨質, 固著器盤狀, 直徑可達1 cm, 成熟藻體直立, 高15—40 cm, 主枝扁平, 寬4.5—10 mm, 厚1.3 mm, 末端漸尖, 1—3回羽狀分枝, 小枝對生或互生, 生長在主枝邊緣的小枝間隔為1—7 mm, 達17 cm長, 1—3 mm寬, 基部縊縮; 配子體為雌雄異體, 果胞枝生殖枝叢和輔助細胞生殖枝叢均為Grateloupia(5cpb-4auxb)型; 四分孢子囊由四分孢子體的內皮層細胞產生, 呈十字形分裂。主要分布于中低潮間帶[1]。該種于1912年由Holmes[2]根據外部形態(tài)和簡單的內部結構命名。1914年,Yendo[3]根據外部形態(tài)和內部結構的觀察將其作為長枝蜈蚣藻G. prolongataJ. Agardh的同物異名。1936年, Okamura[4]將其作為日本產的蜈蚣藻G. filicina(Lamouroux) C. Agardh (現為亞洲蜈蚣藻G.asiaticaKawaguchi et Wang)的同物異名。1998年,Yoshida等[5]指出1914年Yendo的文章中長枝蜈蚣藻G. prolongata的憑證標本包括兩種蜈蚣藻, 分別是蜈蚣藻G. filicina和舌狀蜈蚣藻G. livida(Harvey)Yamada, 同時, 又將亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata作為蜈蚣藻G. filicina的同物異名。2004年, Faye等[1]對分布于日本的該種樣本的營養(yǎng)結構和生殖結構進行了詳細的觀察, 并對其rbcL基因序列進行了分析, 認為該種既不是長枝蜈蚣藻G. prolongata的同物異名, 也不是蜈蚣藻G. filicina的同物異名, 而是蜈蚣藻屬一個獨立的種, 沿用其最初的種名Grateloupia subpectinataHolmes。2005年, De Clerck等[6]對采自法國、意大利、西班牙、南非、澳大利亞、美國、墨西哥等地的蜈蚣藻G. filicina進行了研究, 發(fā)現其中采自法國、西班牙和澳大利亞的蜈蚣藻樣本在進行rbcL基因序列分析時, 與日本產的亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata形成獨立的進化支,表明G. subpectinata也分布于法國、西班牙和澳大利亞。同年, Verlaque等[7]將采自澳大利亞、地中海和日本的G. luxurians(A. Gepp amp; E. S. Gepp) R.J. Wilkes和亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata進行了詳細的形態(tài)比較和rbcL基因序列分析, 將G. luxurians作為亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata的異名, 表明G. subpectinata在澳大利亞、地中海和日本均有分布。2013年, Nelson等[8]在新西蘭也發(fā)現該種。2015年, Yang等[9]對采自韓國的九種蜈蚣藻進行了分類研究, 其中包含亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata,表明其在韓國也有分布。到目前為止, 中國沒有該種的報道。

對枝蜈蚣藻G. didymecladiaLi et Ding記載于《中國海藻志》第二卷第三冊[10], 是由李偉新等基于1963年2月2日采自廣東省汕頭市潮安海門標本(雌配子體一部分)的形態(tài)結構特征建立的新種。最近, 我們進行蜈蚣藻屬Grateloupia分類研究時, 發(fā)現采自廣東省汕頭市(模式標本產地)、浙江省溫州市和遼寧省大連市的對枝蜈蚣藻G. didymecladia的特征與產自日本的亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata的描述幾乎一致。為了判斷對枝蜈蚣藻G. didymecladia在蜈蚣藻屬中分類地位及與亞櫛狀蜈蚣藻G.subpectinata之間的關系, 對兩者的藻體顏色、大小、分枝、質地以及營養(yǎng)結構和輔助細胞生殖枝叢結構、果胞枝生殖枝叢結構、受精后的發(fā)育過程、囊果的發(fā)育過程以及四分孢子囊的形成過程等生殖特征進行了詳細比對。同時, 對兩者的rbcL和COⅠ基因序列也進行了比較分析。該研究結果將為《中國海藻志》的修訂及再版提供新信息。

1 材料與方法

1.1 標本的采集、處理及形態(tài)觀察

樣本分別于2013年3月至2016年6月間采集于廣東省汕頭市潮安海門(對枝蜈蚣藻G. didymecladiaLi et Ding模式標本產地)、浙江省溫州市南麂島、遼寧省大連市黑石礁和金石灘等地(表1), 此前均定名為對枝蜈蚣藻G. didymecladiaLi et Ding。在標本采集后, 去除雜質和附生藻類, 制成硅膠干燥標本用于提取DNA, 臘葉標本用于形態(tài)觀察及10%福爾馬林溶液液浸標本制作成冰凍切片, 觀察其內部結構。冰凍切片用0.5%(w/v)甲基藍染液染色, 用Olympus BH2數字顯微鏡觀察, 并用Nikon-HFX-ⅡA照相機拍照記錄。標本保存于遼寧師范大學生命科學學院植物標本室(LNU)。

1.2 分子分析

使用植物基因組DNA提取試劑盒(TIAGEN,Valencia, CA, Beijing)提取藻體總DNA, 以提取到的總DNA為模板進行PCR擴增。rbcL和COⅠ基因的PCR反應體系、反應過程和擴增產物的電泳檢測方法參照Yang等[9]的設計, 擴增成功后的樣品由上海生工生物公司純化和測序。引物設計參照Wang等[6]的方法, 引物組合為rbcLF1-rbcLR1381(序列分別為: 5′-CAAGGATTAAGAATGAACG CTA-3′; 5′-ATCTTTCCATAAATCTAAAGC-3′)和COⅠF1-COⅠR1(序列分別為: 5′-GGTGGTTGTATGTCTATGC-3′; 5′-CCGGGTCGAAGAAAGAAG-3′),由上海生工生物公司合成。

表1 樣本編號、采集信息及基因登錄號Tab. 1 Specimen No., collection information and GenBank accession number

從GenBank下載并選取了蜈蚣藻屬的17個種[6,8,11—16]的rbcL基因序列和14個種[9,17]的COⅠ基因序列, 與本研究的11個對枝蜈蚣藻G. didymecladia樣本的rbcL和COⅠ基因序列分別進行比對分析。

應用軟件Clustalx (1.83)[18]進行基因序列比對。使用Maximum likelihood (ML)、Neighborjoining (NJ)、Maximum parsimony (MP)法構建系統樹。PAUP4.0[13]和MEGA5.0[19]軟件用于堿基差異度分析以及系統樹的構建, 計算遺傳距離的模型為Number of differences和Kimura 2-Parameter,Bootstrap值為1000。

2 結果

2.1 對枝蜈蚣藻的外部形態(tài)

藻體(圖1)單生或叢生, 紅褐色或深紅色, 質地黏滑, 肉質, 衰老時軟骨質; 成熟藻體直立, 高15—50 cm, 主枝明顯, 扁平, 寬3—15 mm, 其中, 四分孢子體(圖1A)主枝寬3—8 mm, 雌配子體(圖1B)主枝寬7—15 mm。藻體厚約1 mm, 末端漸尖,1—3回羽狀分枝, 近櫛狀。小枝對生或互生(圖2A), 生長在主枝上或主枝邊緣, 基部縊縮(圖2A、B), 橫切面呈圓形或橢圓形。四分孢子體(圖1A)的小枝最長可達15 cm, 雌配子體(圖1B)的小枝略短。囊果(圖2C)近球形(圖2C中ch為囊果孔, 直徑為10—15 μm), 散布于除固著器外的整個藻體, 稍突出藻體表面。

2.2 對枝蜈蚣藻的內部結構

營養(yǎng)結構: 藻體橫切面觀是由皮層和髓部構成, 厚度為300—400 μm。皮層由7—12層細胞組成, 背斜排列, 厚度為65—120 μm, 分外皮層和內皮層, 外皮層由3—5層圓形或長橢圓形細胞構成; 內皮層由4—6層不規(guī)則的多角形或星狀細胞構成。髓部由不規(guī)則排列的髓絲構成, 髓絲排列錯綜交織(圖3A、B)。

生殖結構: 藻體為雌雄異體, 果胞枝生殖枝叢與輔助細胞生殖枝叢均由內皮層細胞產生, 果胞枝生殖枝叢主枝包含5個細胞, 生長在一個較大的支持細胞上, 最上面是一個帶有一條細長受精絲的較小果胞, 一個3—6個細胞組成的不育側枝的下位細胞, 一個4—8個細胞組成的不育側枝的亞下位細胞,與之對向生長的依次是2個分別帶有一條不育側枝的圓形細胞, 果胞枝上的所有細胞包括果胞都帶有三級不育側枝。果胞與直徑較大的基細胞相鄰, 受精絲有時伸直, 有時彎曲成各種角度指向藻體表面,果胞枝上的所有不育側枝都彎向藻體表面, 形成瓶狀體(圖3C、D)。

圖1 對枝蜈蚣藻的外部形態(tài)Fig. 1 External morphology of G. didymecladia

圖2 對枝蜈蚣藻(LNU2016060502)的表面觀Fig. 2 Surface observation of G. didymecladia(LNU2016060502)

輔助細胞生殖枝叢主枝包含4個細胞, 輔助細胞枝末端細胞為輔助細胞。輔助細胞枝上的4個細胞都帶有一個由5—12個細胞組成的側枝。輔助細胞枝上的所有側枝都彎向藻體表面形成瓶狀體, 與果胞枝生殖枝叢相似。輔助細胞位于瓶狀體中心,成熟的輔助細胞形狀為圓球形(圖3E)。

圖3 對枝蜈蚣藻雌配子體內部結構Fig. 3 The internal structure of gametophy te of G. didymecladia

精子通過受精絲到達果胞, 受精后的果胞開始增大并與下位細胞融合, 融合細胞產生一條初級聯絡絲, 延伸并與果胞枝上的基細胞融合, 大融合細胞產生次級聯絡絲并向輔助細胞移動時, 當聯絡絲接近輔助細胞時, 它的頂部區(qū)域膨大與輔助細胞的近尖端部位立即融合, 融合了一個聯絡絲之后的輔助細胞擴大, 通過與相鄰的瓶狀體細胞合并形成一個橫向延伸的融合復合體(圖3F), 該復合體上產生分枝營養(yǎng)絲, 同時該復合體產生一個簡單的初級產孢絲指向藻體表面(圖3G), 該產孢絲上的細胞由頂到底長成孢子囊, 形成幼小囊果(圖3H)。發(fā)育成熟的囊果近球形, 由3—5層髓絲包裹, 孢子囊的頂端有囊孔。果孢子是由產孢絲末端細胞形成的, 待成熟后由囊孔逸出。囊果微突出藻體表面且呈現肉眼可見的斑點狀, 散落于除基部外的藻體表面, 囊果直徑范圍為180—240 μm (圖3I)。

四分孢子囊由四分孢子體的內皮層細胞形成,略突出于藻體表面, 散落分布于除基部外的整個藻體 (圖4A), 四分孢子囊母細胞(圖4B)經減數分裂先形成二分體(圖4C), 再形成四分體即為成熟的四分孢子囊, 呈十字形分裂, 成熟的四分孢子囊長為50—60 μm, 寬為15—20 μm (圖4D)。

2.3 系統發(fā)育分析

rbcL基因序列分析對枝蜈蚣藻G. didymecladia11個樣本rbcL基因序列長度均為1301 bp,比對校正后的基因序列長度是1196 bp, 簡約信息位點192個。

序列比對結果顯示, 11個樣本的基因序列間無堿基差異, 與韓國和日本的亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata(登錄號為GU168549和KF156717)堿基差異分別為1 bp (0.08%)、2 bp (0.17%), 它們共同聚集成一個獨立的小分支, 區(qū)別于其他種(圖5)。對枝蜈蚣藻G. didymecladia與帶形蜈蚣藻G. turuturu、稀疏蜈蚣藻G. sparsa和G. phuquocensis的堿基差異分別為27 bp (2.26%)、27 bp (2.26%)、41 bp(3.43%), 與亞洲蜈蚣藻G. asiatica的堿基差異為83 bp (6.94%), 與模式種蜈蚣藻G. filicina的堿基差異為83 bp (6.94%)。

COⅠ基因序列分析對枝蜈蚣藻G. didymecladia的11個樣本COⅠ基因序列長度均為610 bp,比對校正后的基因序列長度是554 bp, 簡約信息位點137個。

圖4 對枝蜈蚣藻四分孢子體內部結構(LNU2014041919)Fig. 4 The internal structure of tetrasporophyte of G. didymecladia (LNU2014041919)

圖5 基于rbcL基因序列構建的ML系統樹Fig. 5 Maximum likelihood tree was based on partial rbcL sequences data

序列比對結果顯示, 11個樣本的基因序列間沒有堿基差異, 與韓國的亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata(登錄號為KJ648542)堿基差異為1 bp (0.18%),它們共同聚集成一個獨立的小分支, 區(qū)別于其他種(圖6)。對枝蜈蚣藻G. didymecladia與G. phuquocensis、帶形蜈蚣藻G. turuturu和加利福尼亞蜈蚣藻G. californica的堿基差異分別為29 bp (5.24%)、34 bp (6.15%)、63 bp (11.39%), 與亞洲蜈蚣藻G.asiatica的堿基差異為65 bp (11.75%), 與蜈蚣藻G.filicina的堿基差異63 bp (11.39%)。

3 討論

圖6 基于COⅠ基因構建的ML系統發(fā)育樹Fig. 6 Maximum likelihood tree was based on partial COⅠ sequences data

蜈蚣藻屬是海膜科中最大的一個屬, 運用傳統的形態(tài)學分類方法對蜈蚣藻屬進行準確的分類鑒定較困難。1970年, Chiang[20]根據助細胞的位置及在其周圍聯絡絲所形成的助細胞瓶狀體特點, 將Grateloupia型的助細胞生殖枝叢結構作為蜈蚣藻屬的重要鑒別特征。1984年, 李偉新等[21]關于蜈蚣藻屬生殖結構的報道支持了Chiang的觀點。2004年, Kawaguchi等[22]進一步證實了果胞枝生殖枝叢結構與輔助細胞生殖枝叢結構均對蜈蚣藻的分類鑒定具有重要價值。2013年, Gargiulo等[23]在關于蜈蚣藻屬的研究中, 根據組成輔助細胞生殖枝叢主枝和果胞枝生殖枝叢主枝細胞數量的不同, 將其分為6cpb-5auxb型、5cpb-4auxb型和4cpb-3auxb型。隨著分子生物學技術的飛速發(fā)展和不斷應用, 越來越多的國內外藻類分類學家采用傳統的形態(tài)觀察與分子分析相結合的方法作為蜈蚣藻分類鑒定的依據。例如, 2000年Wang等[11]對蜈蚣藻中空變型G. filicinavar.lomentariaHowe、蜈蚣藻節(jié)莢變型G. filicinavar.porraceaf. lomentaria(Howe) Okamura和管型藻Sinotibimorpha porracea(Martens ex Kützing) Li et Ding進行了形態(tài)觀察和rbcL基因序列分析, 認為它們是同物異名, 既不是蜈蚣藻G. filicina的變型也不是新種, 而是蜈蚣藻屬Grateloupia中的一個獨立的種, 即鏈狀蜈蚣藻Grateloupia catenataYendo。2001年, Kawaguchi等[13]對亞洲和意大利產的蜈蚣藻G. filicina進行了形態(tài)結構和rbcL基因序列比對研究, 發(fā)現二者是完全獨立的種,亞洲產的蜈蚣藻應為一新種, 將其命名為亞洲蜈蚣藻G. asiaticaKawaguchi et Wang。上述學者的研究表明, 運用分子分析結合形態(tài)學觀察, 可以對外部形態(tài)相似, 易造成混淆的蜈蚣藻進行更準確的鑒定。作者團隊運用分子分析結合形態(tài)學觀察已經發(fā)現并報道了鶯歌海蜈蚣藻G. yinggehaiensisWang et Luan[24]、大連蜈蚣藻G. dalianensisWang et Zhao[24]、細弱蜈蚣藻G. tenuisWang et Luan[25]、博鰲蜈蚣藻G. boaoensisWang et Luan[26]、黃海蜈蚣藻G. huanghaiensisWang et Zhao[27]、多枝蜈蚣藻G. ramosaWang et Luan[28]、異枝蜈蚣藻G. variataWang[29]等新種, 并對陽江蜈蚣藻G. yangjiangensisLi et Ding進行了再鑒定, 支持其作為新種的成立[30]。2016年, 李芳等[18]通過形態(tài)觀察和rbcL基因序列分析, 認為帚狀蜈蚣藻G. fastigiataLi et Ding與亞洲蜈蚣藻G. asiatica為同一種, 將帚狀蜈蚣藻G. fastigiata作為亞洲蜈蚣藻G. asiatica的異名。本研究通過rbcL和COⅠ基因序列分析, 結果顯示對枝蜈蚣藻G. didymecladia與產于韓國和日本的亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata堿基差異很小, 分別為0.0—0.17%和0.0—0.18%。2016年, 李芳等[18]提出蜈蚣藻屬rbcL基因序列分析種內遺傳變異范圍為0.0—1.0%。2015年, Yang等[9]提出蜈蚣藻屬COⅠ基因序列分析種內遺傳變異范圍為0.0—1.6%。因此, 對枝蜈蚣藻G. didymecladia與亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata之間的堿基差異應在種內遺傳變異范圍, 屬于種內差異。

形態(tài)觀察結果表明: 本研究的標本與亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinataHolmes藻體均為直立, 紅褐色或深紅色, 高度在15—50 cm, 主枝扁平, 1—3回羽狀分枝, 小枝對生或互生, 基部縊縮; 質地黏滑, 衰老后軟骨質; 皮層數為7—12層; 髓部非中空; 配子體為雌雄異體(表2)。2004年, Faye等[1]認為亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata的生殖結構為5cpb-4auxb型,果胞枝主枝由5個細胞組成, 輔助細胞枝主枝由4個細胞組成, 果胞僅與下位細胞融合, 輔助細胞沒有融合現象; 四分孢子囊為長橢圓形[長(55—60) μm×寬(18—20) μm]; 囊果為近球形(直徑220—250 μm)。本研究的標本生殖結構與其完全一致(表2)。

對枝蜈蚣藻G. didymecladiaLi et Ding記載于2004年出版的《中國海藻志》中(圖7)[10], 亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata于1912年由Holmes[2]命名。結合形態(tài)特征和分子分析研究結果, 我們認為對枝蜈蚣藻G. didymecladia與亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata為同一種, 對枝蜈蚣藻G. didymecladia不成立。根據優(yōu)先法則, 將對枝蜈蚣藻G. didymecladia作為亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata的異名, 亞櫛狀蜈蚣藻G. subpectinata為中國新記錄種。

致謝:

感謝中國科學院海洋研究所孫忠民副研究員及遼寧師范大學生命科學學院曹翠翠、姜朋和趙樹雨同學幫助采集標本。

表2 亞櫛狀蜈蚣藻和對枝蜈蚣藻的形態(tài)比較Tab. 2 Comparison of morphological features between G. subpectinata and G. didymecladia

圖7 《中國海藻志》中對枝蜈蚣藻的模式標本Fig. 7 Typical specimen of G. didymecladia in Flora Algarum Marinarum Sinicarum

[1]Faye E J, Wang H W, Kawaguchi S,et al. Reinstatement ofGrateloupia subpectinata(Rhodophyta, Halymeniacae)based on morphology andrbcL sequences [J].Phycological Research, 2004, 52(1): 59—67

[2]Holmes E M. A new JapaneseGrateloupia[J].The Scottish Botanical Review, 1912, 1: 208

[3]Yendo K. Notes on Algae New to Japan. II [M]. Tokyo:Botanical Magazine. 1914, 263—281

[4]Okamura K. Japanese Algae [M]. Tokyo: Uchida-rokakuho. 1936, 964

[5]Yoshida T, Kawaguchi S. Marine Algae of Japan [M].Tokyo: Uchida-Rokakuho. 1998, 697—734

[6]De Clerck, Gavio O B, Fredericq,et al. Systematics ofGrateloupia filicina(Halymeniaceae, Rhodophyta), based onrbcL sequence analysis and morphological evidence,including the reinstatement ofG. capensissp. nov [J].Journal of Phycology, 2005, 41(2): 391—410

[7]Verlaque M P, Brannock M, Komatsu T,et al. The genusGrateloupiaC. Agardh (Halymeniaceae, Rhodophyta) in the Thau Lagoon (France, Mediterranean): a case study of marine plurispecific introductions [J].Phycologia, 2005,44(5): 477—496

[8]Nelson W A, Kim S Y, Boo S M,et al. The first record ofGrateloupia subpectinatafrom the New Zealand region and comparison withG. prolifera, a species endemic to the Chatham Islands [J].Botanica Marina, 2013, 56(5-6):507—513

[9]Yang M Y, Kim M S. Taxonomy ofGrateloupia(Halymeniales, Rhodophyta) by DNA barcode marker analyis and a description ofPachymeniopsis volvitasp.nov [J].Journal of Applied Phycology, 2015, 27(3):1373—1384

[10]Xia B M. Flora Algarum Marinarum Sinicarum[A]. In:Tomus II Rhodophyta. Part III. Gelidiales Cryptonemiales Hildenbrandiales [C]. Beijing: Science Press. 2004,59—81 [夏邦美. 中國海藻志. 見: 第二卷 紅藻門, 第三冊 石花菜目 隱絲藻目 胭脂藻目. 北京: 科學出版社.2004, 59—81]

[11]Wang H W, Kawaguchi S, Horiguchi T,et al. Reinstatement ofGrateloupia catenata(Rhodophyta, Halymeniaceae) on the basis of morphology andrbcL sequences[J].Phycologia, 2000, 39(3): 228—237

[12]Sherwood A R, Presting G G. Universal primers amplify a 23S rDNA plastid marker in eukaryotic algae and cyanobacteria [J].Journal of Phycology, 2007, 43(3):605—608

[13]Kawaguchi S, Wang H W, Horiguchi T,et al. A comparative study of the red algaGrateloupia filicina(Halymeniaceae) from the Northwestern Pacific and Mediterranean with the description ofGrateloupia asiaticasp.nov [J].Journal of Phycology, 2001, 37(3): 433—442

[14]Wang H W, Kawaguchi S,et al. A morphological and molecular assessment of the genusPrionitisJ. Agardh(Halymeniaceae, Rhodophyta) [J].Phycological, 2001,49(3): 251—261

[15]Miller K A, Hughey J R, Gabrielson P. Research note:First report of the Japanese speciesGrateloupia lanceolata(Halymeniaceae, Rhodophyta) from California, USA[J].Phycological, 2009, 57(3): 238—241

[16]Lee J I, Kim H G, Geraldino P J L,et al. Molecular classification of the genusGrateloupia(Halymeniaceae,Rhodophyta) in Korea [J].Algae, 2009, 24(4): 231—238

[17]Sherwood A R, Sauvage T, Kurihara A,et al. The Hawaiian Rhodophyta Biodiversity Survey (2006-2010):a summary of principal findings [J].Bmc Plant Biology,2010, 10(1): 258

[18]Li F, Jiang P, Zhao S Y,et al. Research on the revision ofGrateloupia fastigiataLi et Ding (Rhodophyta,Halymeniaceae) based on morphological observations andrbcL sequence analyses [J].Acta Hydrobiologica Sinica,2016, 40(6): 1249—1256 [李芳, 姜朋, 趙樹雨, 等. 帚狀蜈蚣藻的修訂研究—基于形態(tài)觀察和rbcL序列分析.水生生物學報, 2016, 40(6): 1249—1256]

[19]Koichiro T, Daniel P, Nicholas P,et al. MEGA5: Molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods [J].Molecular Biology and Evolution, 2011,28(10): 2731—2739

[20]Chiang Y M. Morphological studies of the red algae of the family Cryptonemiaceae [J].University of California Publications in Botany, 1970, 58: 1—95

[21]Li W X, Fu P F, Ding Z F,et al. Studies on the reproductive organs ofGrateloupia filicina(MU LF) C.AG [J].Tropic Oceanology, 1984, 3(4): 35—40 [李偉新, 付鵬飛,丁鎮(zhèn)芬, 等. 蜈蚣藻及其生殖器官的研究. 熱帶海洋,1984, 3(4): 35—40]

[22]Kawaguchi S, Shimada S, Wang H W,et al. The new genusYonaguniaKawaguchi et Masuda (Halymeniaceae,Rhodophyta), based onY. tenuifoliaKawaguchi et Masuda sp. nov. from southern Japan and includingY. formosana(Okamura) Kawaguchi et Masuda comb. nov.from Southeast Asia [J].Phycologia, 2004, 40(1):180—192

[23]Gargiulo G M, Morabito M, Manghisi A. A reassessment of reproductive anatomy and postfertilization development in the systematics ofGrateloupia(Halymeniales,Rhodophyta) [J].Cryptogamie,Algologie, 2013, 34(1):3—35

[24]Zhao D, Wang H W, Sheng Y W,et al. Morphological observation andrbcL gene sequences studies of two new species,Grateloupia dalianensisH. W. Wang et D. Zhao sp. nov. andG. yinggehaiensisH. W. Wang et R. X. Luan sp. nov. (Halymeniaceae, Rhodophyta) from China [J].Acta Oceanological Sinica, 2012, 31(2): 109—120

[25]Yu L, Wang H W, Luan R X.Grateloupia tenuisWang et Luan sp. nov. (Halymeniaceae, Rhodophyta): a new species from South China Sea based on morphological observation andrbcL gene sequences analysis [J].Biomed Research International, 2013, Dec 23. doi: 10.1155/2013/560163

[26]Liu M, Wang H W, Luan R X. Morphological observation andrbcL sequence analysis of a new species from China,Grateloupia boaoensisWang et Luan sp. nov.(Halymeniaceae, Rhodophyta) [J].Acta Hydrobiologica Sinica, 2014, 38(5): 939—944

[27]Guan Y, Wang H W, Zhao F Q,et al.Grateloupia huanghaiensissp. nov. (Halymeniaceae, Rhodophyta), a peculiarnew species from China [J].Marine Biology Research,2015, 11(4): 396—404

[28]Cao C C, Liu M, Guo S R,et al.Grateloupia ramosaWang amp; Luan sp. nov. (Halymeniaceae, Rhodophyta)a new species from China based on morphological evidence and comparativerbcL sequences [J].Chinese Journal of Oceanology and Limnology, 2016, 34(2):283—294

[29]Cao C C, Li Y Z, Wang H W. Morphological observation,life history andrbcL gene sequence analysis of a new species,Grateloupia variatasp. nov. (Halymeniaceae,Rhodophyta) from Qingdao, China [J].Marine Biology Research, 2016, 12(4): 443—453

[30]Wang H W, Guo S R, Zhang X M,et al. Re-identifyingGrateloupia yangjiangensis(Rhodophyta, Halymeniaceae) based on morphological observations, life history andrbcL sequence analyses [J].Acta Oceanological Sinica, 2014, 33(4): 77—84

[31]Zhang L B. International Code of Botanical Nomenclature [M]. St. Louis: Missouri Botanical Garden Press.2007 [張麗兵. 國際植物命名法規(guī). 圣路易斯: 密蘇里植物園出版社. 2007]

RESEARCH ON THE REVISION OF GRATELOUPIA DIDYMECLADIA LI ET DING BASED ON MORPHOLOGICAL OBSERVATIONS AND MOLECULAR ANALYSES

LIU Fang, TIAN Yi-Lin and WANG Hong-Wei
(College of Life Sciences, Liaoning Normal University, Dalian 116081, China)

With the combination of morphological observation andrbcL (ribulose-1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygenase) andCOⅠ (Partial cytochrome c oxidaseⅠ) gene sequence analyses, eleven samples ofG.didymecladiaLi et Ding, collected from Shantou, Wenzhou and Dalian in China, were re-examined. The results indicated that: (1) the thalli were characterized as solitary or caespitose habit, in red-brown or dark-red color, fleshy and gelatinous in texture;they became cartilaginous at an older age with the height of 15—50 cm. The flattened main axes were erect, 3—15 mm in width, 1 mm in thickness, pinnately branched 1—3 times, bearing abundant branches with opposite or alternated arrangement. The end portion of the main axes was tapering. Numerous proliferous branchlets were on the surface and margin of the main axes, constricted at the base, of various lengths reaching as long as 15 cm; Gametophytes dioecious,the samples had five-celled carpogonial branches and four-celled auxiliary branches (5cpb-4auxb model), they are typicalGrateloupia-type. Tetrasporangia were formed from the inner cortex cells, cruciately divided. These morphological features were the same asG. subpectinataHolmes. (2) According to the phylogenetic tree constructed byrbcL gene sequences, the elevenG. didymecladiasequences in this study had no pairwise divergence and formed a single monophyletic subclade. Intraspecific divergence exists between the eleven samples andG. subpectinatafrom Korea and Japan, ranged from 1 bp (0.08) to 2 bp (0.17%). According to the phylogenetic tree constructed byCOⅠgene sequences,the eleven sequences were identical and formed a single monophyletic subclade. The pairwise distance ofCOⅠsequences between the samples andG. subpectinatafrom Korea was 1 bp (0.18%), also belonging to intraspecific difference.G. didymecladiaandG. subpectinatawere demonstrated to be the same species based on the morphological observation and molecular analysis. Based on the priority rule,G. didymecladiawas classified as the synonym ofG. subpectinata. This is to date the first discovery ofG. subpectinataexisting in China, indicating a new record species.

Rhodophyta; Halymeniaceae;Grateloupia didymecladia;Grateloupia subpectinata; Morphological observations; Molecular analyses

2016-12-30;

2017-05-14

國家自然科學基金(31270251、30870161、31570209)資助 [Supported by the National Natural Science Foundation of China(31270251, 30870161, 31570209)]

劉芳(1991—), 女, 吉林省遼源市人; 碩士研究生; 主要從事海藻分類學研究。E-mail: 172307320@qq.com

王宏偉(1963—), 男, 遼寧北鎮(zhèn)人; 博士, 教授, 博士生導師; 主要從事海藻分類及分子系統學研究。E-mail: kitamiwang@163.com

10.7541/2017.158