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上海辰山植物园发表蕨类植物新属——卫蕨属Hiya

【PDF原文: Hiya: A new genus segregated from Hypolepis in the fern family Dennstaedtiaceae based on phylogenetic evidence and character evolution

    近日,上海辰山植物园蕨类植物多样性和进化课题组在国际系统进化生物学主流期刊《Molecular Phylogenetics and Evolution》上发表蕨类植物碗蕨科新属卫蕨属Hiya。该属物种原被归属于姬蕨属中,目前只包括三种,分别是分布于马来半岛和南洋群岛的刺柄卫蕨H. brooksiae和攀援卫蕨H. scabristipes,以及分布于中南美洲的黑卫蕨H. nigrescens

Hiya: A new genus segregated from Hypolepis in the fern family Dennstaedtiaceae based on phylogenetic evidence and character evolution

Abstract

The relationship of Hypolepis brooksiae, H. nigrescens, and H. scabristipes to the remainder of Hypolepis (Dennstaedtiaceae) has been questioned by previous authors based on their unique combination of morphological characters and different base chromosome number. Using four chloroplast genes including rbcL, atpA, rpL6, and rps4-trnS intergenic spacer (IGS) from 32 samples, representing 24 species of Dennstaedtiaceae, we recovered a clade comprising H. brooksiae and H. nigrescens, distinct from the remaining species of Hypolepis. This clade is resolved as sister to the clade comprising Blotiella, Paesia and Histiopteris. We reconstructed ancestral states of 16 morphological characters and find that this clade is distinguished by indeterminate, scandent leaves exhibiting rhythmic growth, provided with recurved black-tipped prickles, and stipule-like pinnules that protect the emerging crosier and pinnae departures, rachis-costa architecture where the adaxial sulcus is confluent with the next lower order, and a base chromosome number of x=29. In light of this molecular and morphological evidence, we describe a new genus, Hiya, and provide nomenclatural combinations to accommodate the three known species segregated from Hypolepis: Hiya brooksiae, Hiya nigrescens, and Hiya scabristipes.

    卫蕨属三个物种由于孢子囊群圆形并且常常具有叶缘着生的内卷或平展的囊群盖,在碗蕨科中只与姬蕨属植物相似,所以长期被置于姬蕨属中。但是在其他形态特征上与姬蕨有明显区别,比如:姬蕨属植物叶片大多是直立且有限生长的,但卫蕨属植物叶片类似于里白科植物呈现无限生长的态势并且常常攀附于其他植物上;姬蕨属植物羽轴和叶轴的沟槽不明显相通,而卫蕨属植物羽轴和叶轴的沟槽明显相通;姬蕨属极少有刺,仅少数美洲种类具有直立的刺,而卫蕨属常常具有弯曲的硬刺或退化的软刺这也是卫蕨属拉丁属名Hiya的来源,Hiya是清朝宫廷的官职,意味侍卫,取其守卫的含义。另外,卫蕨属植物一回羽片的基部有极度缩小的小羽片,紧贴叶轴,类似于里白科植物具有保护生长点的功能;卫蕨属的染色体基数为29与姬蕨属的26不同。由于形态上有诸多特征与姬蕨属其他植物不同,许多植物分类学家都指出这三个物种可能不属于姬蕨属,但一直缺少分子系统证据。

    该新属以上海辰山植物蕨类植物研究团队商辉助理研究员为第一作者,严岳鸿研究员为通讯作者,在国内外合作者(包括中国科学院植物研究所的卫然博士和张宪春研究员,中国医学科学院药用植物研究所的魏雪苹博士以及美国佛蒙特大学的Sundue博士和巴西维索萨联邦大学的Schwartsburd博士)的帮助下,首次对刺柄卫蕨和黑卫蕨开展了分子系统学的研究分析。研究人员测定包括这两个物种在内的24种碗蕨科物种的rbcLatpArps4rpl16四个叶绿体基因片段并构建系统发生树,发现卫蕨属的两个物种并没有聚在姬蕨属分支中且单独构成单系群,从而很好的支持其独立成属。研究人员进一步进行了祖先性状的重建分析,清晰的勾勒出了卫蕨属与碗蕨科其他属的形态分化,并且首次较为全面的梳理了碗蕨科各个属性状演化的规律。

    目前蕨类植物基于分子系统学成果的PPG分类系统共接受337个属,其中中国学者参与发表的属只有21个,卫蕨属的发表可望今后得到PPG系统的承认,中国学者将为世界蕨类植物分类系统增加新的贡献。

 

1. 刺柄卫蕨植株

 

2.刺柄卫蕨叶片

【PDF原文: Hiya: A new genus segregated from Hypolepis in the fern family Dennstaedtiaceae based on phylogenetic evidence and character evolution

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