新疆粉衣科地衣分类学研究

雒 鹏，吾尔妮莎·沙衣丁，艾尼瓦尔·吐米尔

(新疆大学 生命科学与技术学院，乌鲁木齐 830046)

粉衣科 (Caliciaceae) 隶属于子囊菌门 (Ascomycota)，茶渍纲 (Lecanoromycetes)，粉衣目 (Caliciales)，包含35个属[1]。传统分类上，粉衣科包括许多与孢子被动扩散有关的孢丝粉类群；近来粉衣科被重新定义为之前蜈蚣衣科对应的黑瘤衣属群 (Buelliagroup)，包括大部分的孢丝粉 (mazaediate) 类群，小叶状的黑囊基衣属[Dirinaria(Tuck.) Clem.]、黑盘衣属 (PyxineFr.) 和广义黑瘤衣属 (Buellias.l.) 的集合；广义黑瘤属是壳状地衣，共生藻为绿藻，子囊盘网衣型 (lecideine)，子囊杆孢衣型 (Bacidia-type)，通常为1隔，子囊孢子褐色[2]。

Wedin和Tibell在1997年提出应研究粉衣科与蜈蚣衣科(尤其是黑瘤衣属和其相关的属)的关系，因为这两个科都包括厚且着色的子囊孢子壁和囊盘被硬化的壳状地衣[3]。Wedin等[4]基于SSU rDNA系统发育分析表明粉衣科和蜈蚣衣科是支持良好的单系群，在解剖学上也得到很好的支持。Wedin等[5]将mtSSU和nuITS rDNA结合起来分析蜈蚣衣科和粉衣科的关系时，将蜈蚣衣科分为黑瘤属群和蜈蚣衣属群 (Physciagroup)，而粉衣科恰好落在蜈蚣衣科的黑瘤衣属群。Wedin和Grube也提议对蜈蚣衣科的科名进行保护，而反对粉衣科的科名[6]。Helms等[7]也根据子囊结构和囊层基颜色进一步证实了粉衣科和蜈蚣衣科的密切关系。基于此，本研究将黑瘤属包含在粉衣科中，而不同于“中国地衣型真菌综览”的安排[8]。

粉衣科地衣在中国分布广泛，魏江春1991年在“中国地衣综览”中收录了中国粉衣科8属54种8变种及1变型[9]；魏江春2020年在“中国地衣型真菌综览”收录了中国粉衣科13属(含黑瘤衣属)，94种，8变种及1变型[8]。最近，中国粉衣科的相关研究又新增2属18种[10-13]。中国累计报道粉衣科地衣15属112种及8变种1变型，其中新疆有5属10种1变种[8,14-16]。其中诺氏粉果衣 [Cypheliumnotarisii(Tul.) Blomb. & Forssell] 已组合为诺氏粉衣 [Caliciumnotarisii(Tul.) M. Prieto & Wedin][17]，本研究采纳新组合的诺氏粉衣。本研究对新疆粉衣科地衣进行常规形态及化学分析的同时，测定了部分标本的ITS区序列，结合GenBank中的相关序列数据，构建系统发育树，进一步确认对相关分类单位的准确鉴定，初步查明新疆粉衣科地衣的多样性及资源，为新疆干旱区地衣资源的保护提供科学依据；完善中国粉衣科地衣的分布数据，为撰写或修订中国地衣志相关卷册提供参考资料。

1 材料和方法

本研究选取新疆100余份粉衣科地衣标本(阿勒泰山脉36份，昆仑山脉20份，阿尔金山脉17份，乌鲁木齐南山10份，天山山脉4份，塔城托里、托木尔峰和克拉玛依榆树沟各2份，天池东北、博乐羊林石和哈密巴里坤各1份)，通过形态解剖观察，地衣化学和分子生物学方法进行分类鉴定。使用舜宇SZM45体式显微镜观察地衣的外部形态和制片切片；使用尼康Nikon Ci显微镜观察子囊盘，子囊和子囊孢子特征，并对其拍照测量；使用K试剂，P试剂，I试剂和UV观察地衣体的颜色变化。

使用产自生工生物工程(上海)股份有限公司的Ezup柱式真菌基因组DNA抽提试剂盒提取DNA。采用真菌通用引物ITS 1F和ITS 4，PCR扩增nuITS位点。PCR扩增反应体系25 μL，其中12.5 μL 2×PCR Master Mix，2 μL DNA，ITS 1F和ITS 4各1 μL (10 μmol/L)，8.5 μL ddH2O；PCR反应条件：首先94 ℃预变性4 min，之后重复35个循环，每个循环3步(94 ℃变性30 s，55 ℃退火30 s，72 ℃延伸1 min)，最后72 ℃延伸10 min。PCR产物由生工生物工程(上海)股份有限公司使用Sanger法测序。

序列拼接使用SeqMan软件，使用MAFFT V. 7.037软件进行序列比对，比对结果的查看和编辑使用Bioedit软件；使用IQ-tree 1.6.2构建最大似然树，进化模型选择“Auto”，以斑面蜈蚣衣[Physciaaipolia(Ehrh. ex Humb.) Fürnr]为外类群，自展检验 (bootstrap) 设置为1000，其他参数为默认，进化树用ITOL (https://itol.embl.de/) 查看和美化。用于系统发育研究的标本见表1。本研究引证标本现保存于新疆大学资源生物学研究中心。

表1 用于系统发育研究的标本

2 结果与分析

2.1 系统发育分析

图1显示，中央黑瘤衣、丽黑瘤衣、鳞饼衣、海登氏多瘤胞、绿色四孢黑瘤衣在各自分支具有高的支持率；鳞饼衣白磷变种仅有1份标本，包含在鳞饼衣的分支内；蒙古黑瘤衣仅有1份标本，与中央黑瘤衣及绿色四孢黑瘤衣组成具有较高支持率的分支，而Tetramelas属则包含在黑瘤衣属中，其属级地位有待进一步研究。

数字表示自展检验；新获得的序列以粗体字体显示图1 基于ITS序列，利用最大似然法 (ML) 构建的部分粉衣科地衣的系统进化树Numbers on branches are bootstrap values; Newly obtained sequences are in bold fontFig.1 Based on the ITS sequence, the phylogenetic tree of some Caliciaceae lichens constructed by the maximum likehood method (ML)

2.2 新疆粉衣科地衣物种描述

2.2.1 中央黑瘤衣(图版Ⅰ)BuelliacentralisH. Magn.，Lichens Central Asia 1: 147 (1940)

图版Ⅰ 中央黑瘤衣(标本号20071927)A-B. 地衣体的外部形态；C-D. 子囊盘纵切面；E-F. 子囊及子囊孢子；G. 子囊孢子Plate Ⅰ Buellia centralis H. Magn. (Herb. No. 20071727)A-B. Morphological structure of Thallus； C-D. The cross section of Apothecium； E-F. Ascus and ascospores； G. Ascospores

地衣体壳状，边缘薄，中间厚；表面淡黄色至灰白色，龟裂，有粉霜，髓层I-；子囊盘网衣型，盘面黑色，0.4～1 mm，有1层薄的粉霜，初埋生，后紧贴地衣体的表面，形成圆盘状，有的略凸起，邻近的子囊盘可能相互挤压，边缘出现弯曲；上子实层棕色，子实层60～80 μm，无色；囊层基褐色，囊盘被深褐色；子囊杆孢衣型，8孢，棍棒状；子囊孢子褐色，椭圆形，1横隔，(4.92～) 5.37～6.39 (～7.16) μm× (10.82～) 11.69～13.55 (～14.92) μm (n=22)。

共生藻：绿藻。

显色反应：K+黄色；UV-；P+黄色；含降斑点酸。

基物：岩石。

分布：尼泊尔、巴基斯坦[18]；中国甘肃、内蒙古、西藏、新疆、山东[8]。

引证标本：乌鲁木齐县蓝沟，43°19.348′N，87°09.813′E，2 060 m，2009年10月6日，吾尔妮莎·沙衣丁20092312，20092313；乌鲁木齐县雪莲沟，43°07.253′N，86°53.926′E，3 303 m，2009年10月5日，吾尔妮莎·沙衣丁20092141；南山八一林场，43°23′49.5″N，86°49′13.5″E，1 790 m，2007年8月23日，吾尔妮莎·沙衣丁20071927。

讨论：该种与拟黑瘤衣 [Buelliaspuria(Schaer.) Anzi]的形态特征相似，但是拟黑瘤衣的髓层含有异地衣多糖，与碘反应显蓝色；与鳞饼衣属 (DimelaenaNorman) 都具有边缘辐射状的地衣体，但中央黑瘤衣的子囊盘为网衣型，而鳞饼衣属的子囊盘为茶渍型。该种也曾因辐射状的地衣体被归纳在鳞瘤衣属 (DiploiciaA. Massal.)，但两者的孢子壁和个体发育类型不同[18]。

2.2.2 丽黑瘤衣(图版Ⅱ)BuelliaelegansPoelt, Nova Hedwigia 25 (1-2): 184 (1974)

图版Ⅱ 丽黑瘤衣(标本号20081818)A-B. 地衣体的外部形态；C. 地衣体纵切面Plate Ⅱ Buellia elegans Poelt (Herb. No. 20081818)A-B. Morphological structure of Thallus； C. The cross section of Thallus

地衣体壳状，由白色的裂片组成，呈放射状，裂片长1～2 cm，宽0.32～1 mm，表面有粉霜；皮层40 μm厚，髓层白色。子囊盘未见。

共生藻：绿藻。

显色反应：皮层：K+黄色，P-；髓层：K+红色，P+黄色；含黑茶渍素和降斑点酸。

基物：土壤。

分布：北美，挪威[19]；中国宁夏[20]，新疆首次记录。

引证标本：叶城县苦鲁勒，36°23.655′N，76°37.647′E，3 740 m，2008年6月26日，吾尔妮莎·沙衣丁20081818。

讨论：该种最主要的特征是土生，地衣体边缘具有1～2 cm的裂片。与Buelliaepigaea(Pers.) Tuck同属Buelliaepigaea群；丽黑瘤衣与该群中的BuelliageorgeiTrinkaus, H. Mayrhofer & Elix的地衣体都具有裂片，但二者的次生代谢物不同[21]。该种的子囊盘少见，本研究只展示了地衣体的形态和切片图片 (图版Ⅱ)。

2.2.3 蒙古黑瘤衣(图版Ⅲ)BuelliamongolicaH. Magn., Lichens Central Asia: 146 (1940)

图版Ⅲ 蒙古黑瘤衣(标本号20180100)A-B. 地衣体的外部形态；C-D. 子囊盘纵切面；E-F. 子囊和子囊孢子；G-H. 子囊孢子Plate Ⅲ Buellia mongolica H. Magn (Herb. No. 20180100)A-B. Morphological structure of Thallus； C-D. The cross section of Apothecium； E-F. Ascus and ascospores； G-H. Ascospores

地衣体壳状，浅灰色至黄灰色，龟裂，形成近圆形，边缘无裂片；子囊盘网衣型，盘面黑色，0.4～1.2 mm，常邻接，紧贴地衣体表面，有的略凸起，盘边缘有一层细薄的地衣体；上子实层8～10 μm，褐色；子实层无色，70～80 μm；囊层基褐色；囊盘被浅褐色，较厚；子囊杆孢衣型，8孢，棍棒状；子囊孢子褐色，椭圆形，1横隔，(6.58～) 6.71～7.48 (～8.56)μm×(13.12～) 14.16～15.86 (～18.01) μm (n=23)，幼时的孢子壁厚，成熟的孢子隔处有明显的收缩。

共生藻：绿藻。

显色反应：K+黄色，P-，UV-；含黑茶渍素。

基物：岩石。

分布：中国内蒙古[8]，新疆首次发现。

引证标本：达板城冰湖，43°43.422′N，88°21.240′E，3 373 m，2018年7月15日，艾尼瓦尔·吐米尔20180100。

讨论：该种最先记录在中国内蒙古；其最主要特征是浅灰至黄灰色的地衣体，龟裂，形成近圆形，皮层较厚，不具有地衣体边缘；子囊盘邻接，囊层基厚。

2.2.4 鳞饼衣(图版Ⅳ)Dimelaenaoreina(Ach.) Norman, Conat. Praem. Gen. Lich.: 20 (1852)

图版Ⅳ 鳞饼衣(标本号20081324)A-B. 地衣体的外部形态；C-D. 子囊盘纵切面；E. 子囊和子囊孢子；F. 子囊孢子Plate Ⅳ Dimelaena oreina (Ach.) Norman (Herb. No. 20081324)A-B. Morphological structure of Thallus； C-D. The cross section of Apothecium； E. Ascus and ascospores； F. Ascospores

地衣体壳状，薄至厚，表面黄绿色至淡绿色，中间龟裂，边缘不规则分裂，呈放射状，裂片长1.2～2.0 mm，宽0.6～1.0 mm，形成规则至不规则的莲座；子囊盘茶渍型，陷入地衣体或贴生，盘面黑色，0.2～0.7 mm，常邻接，无粉霜，扁平或微凸，具有地衣体边缘；上子实层棕色，子实层无色，囊层基无色；子囊杆孢衣型，8孢，棍棒状；子囊孢子褐色，椭圆形，1横隔，(4.36～) 4.87～5.71 (～6.25)μm×(8.46～) 10.07～11.50 (～12.62) μm (n=19)，在横隔处轻微收缩，子囊孢子壁薄。

共生藻：绿藻。

显色反应：K+黄色至橘黄色；KC+黄色；UV-；P+红色；含松萝酸和三苔酸。

基物：岩石。

分布：世界广泛分布；中国吉林、内蒙古、山东、甘肃、江苏和新疆[8]。

引证标本：塔城市托里，45°38.549′N，83°36.909′E，1 824 m，2008年8月6日，吾尔妮莎·沙衣丁20081324，20081316；塔城市巴音布鲁克乡，43°05.36′N，84°05.680′E，2 938 m，2013年7月29日，吾尔妮莎·沙衣丁20132069；富蕴县可可托海风景区，47°15.594′N，89°57.368′E，1 325 m，2012年7月20日，吾尔妮莎·沙衣丁20120662-b；富蕴县可可托海风景区，47°15.611′N，89°57.418′E，1 326 m，2012年7月20日，吾尔妮莎·沙衣丁20120649-a，20120649-b；富蕴县喀衣尔特，47°14′32″N，89°43′29″E，1 500 m，2002年5月3日，吾尔妮莎·沙衣丁2002127；双河市羊林石，45°8′49.5″N，82°13′50″E，2 000 m，1999年8月14日，吾尔妮莎·沙衣丁990322。

讨论：鳞饼衣与中央黑瘤衣的地衣体边缘褶皱，鳞饼衣的子囊盘为茶渍型，两者的化学成分也不同；鳞饼衣化学型多样，包括6种类型，新疆记录的鳞饼衣主要化学成分为松萝酸和三苔色酸；鳞饼衣最主要的特征是存在松萝酸，使其地衣体呈现黄绿色[19]。

2.2.5 鳞饼衣白磷变种(图版Ⅴ)Dimelaenaoreinavar.exalbescens(H. Magn.) J.C.Wei，Enum. Lich. Sin. 89 (1991).

图版Ⅴ 鳞饼衣白磷变种(标本号20136624)A-B. 地衣体的外部形态；C-D. 子囊盘纵切面；E-F. 子囊和子囊孢子； Plate Ⅴ Dimelaena oreina var. exalbescens (H. Magn.) J.C. Wei (Herb. No. 20136624)A-B. Morphological structure of Thallus; C-D. The cross section of Apothecium； E-F. Ascus and Ascospores

地衣体壳状，表面灰白色，中间龟裂，边缘不规则分裂，裂片长1.0～1.8 mm，宽0.5～1.0 mm，形成规则至不规则的莲座；子囊盘茶渍型，盘面黑色，0.2～0.7 mm，常邻接，无粉霜，扁平或稍微凸起，陷入地衣体或贴生，具有地衣体边缘；上子实层棕色，子实层无色，囊层基无色；子囊杆孢衣型，8孢，棍棒状；子囊孢子褐色，椭圆形，1横隔，(4.46～) 4.89～5.87 (～6.76)μm×(8.17～) 8.99～10.82 (～11.27) μm (n=26)，在横隔处由轻微收缩，壁薄。

共生藻：绿藻。

显色反应：K+黄色；KC+黄色；UV-；P+红色；含松萝酸和三苔酸。

基物：岩石。

分布：甘肃、新疆、西藏、吉林、青海[8]。

引证标本：叶城县苦鲁勒，36°23.655′N，76°37.646′E，3 740 m，2008年6月25日，吾尔妮莎·沙衣丁20080506，20080503，20080505；阿克陶县奥依塔克，38°54.935′N，75°14.530′E，2 550 m，2013年8月26日，吾尔妮莎·沙衣丁20136020-a，20136020-b，20136624；阿克陶县奥依塔克，38°54.874′N，75°14.564′E，2 560 m，2013年8月26日，吾尔妮莎·沙衣丁20136047-a，20136621。

讨论：鳞饼衣白磷变种与鳞饼衣的形态和解剖特征相似，区别在于鳞饼衣白磷变种地衣体灰白色。Sheard和Ahti认为由于氧化酸晶体的存在，部分遮盖了皮层中的松萝酸，使其呈现灰白色[22]。辐鳞饼衣 [Dimelaenaradiata(Tuck.) Müll. Arg.]也具有灰白色的地衣体，但其子囊盘常具有粉霜且囊层基为深褐色[23]。

2.2.6 海登氏多瘤胞(图版Ⅵ)Diplotommahedinii(H. Magn.) P. Clerc & Cl. Roux [as ‘hedinianum’]，in Clerc，Cryptogamica Helvetica 19: 292 (2004)

图版Ⅵ 海登氏多瘤胞(标本号20131465)A-B. 地衣体的外部形态；C-D. 子囊盘纵切面；E-F. 子囊；G-H. 子囊孢子Plate Ⅵ Diplotomma hedinii (H. Magn.) P. Clerc & Cl. Roux (Herb. No. 20131465)A-B. Morphological structure of Thallus； C-D. The cross section of Apothecium； E-F. Ascus and ascospores；G-H. Ascospores

地衣体壳状，薄至厚，连续，表面灰白色至赫色，具有粉霜，有裂纹；子囊盘网衣型，0.4～1.2 mm，常邻接，初陷入地衣体，扁平，后凸起，盘面黑色，覆盖着一层白色粉霜，边缘具细薄的体缘；上子实层20 μm，深棕色；子实层80～100 μm，无色；囊层基深褐色，囊盘被较薄；囊层基棕色；子囊杆孢衣型，8孢，棍棒状；子囊孢子幼期暗绿色，通常略微弯曲，壁厚，成熟的孢子棕色，壁薄，椭圆形，3横隔，(5.05～) 5.66～6.66 (～7.42) μm×(15.27～) 17.73～21.03 (～24.21) μm (n=18)，成熟的孢子横隔处略微收缩。

共生藻：绿藻。

显色反应：K-；UV-；P-。

基物：岩石。

分布：非洲、亚洲、欧洲、美洲、中东[24]；中国新疆、甘肃[8]。

引证标本：阿克陶县奥依塔格山，38°54.237′N，75°13.554′E，2 710 m，2011年8月3日，吾尔妮莎·沙衣丁20111465；伊宁县阿吾赞沟，44°08′18″N，81°42′35.5″E，1 440 m，2007年7月30日，吾尔妮莎·沙衣丁20071695；阿克陶县奥依塔格山，38°54.559′N，75°13.704′E，2 620 m，2011年8月5日，吾尔妮莎·沙衣丁20110328-a；塔什库尔干县温泉，37°53.637′N，75°7.515′E，3 370 m，2011年7月31日，吾尔妮莎·沙衣丁20111421。

讨论：海登氏多瘤胞与黑白多瘤胞和美丽多瘤胞的形态特征非常相似，但是黑白多瘤胞多为树生，子囊孢子横隔较长，有纵隔，形成亚砖壁形；粉型多瘤胞的地衣体表面有瘤状凸起；美丽多瘤胞具有降斑点酸，髓层K+黄色后变红[25]。

2.2.7 绿色四孢黑瘤衣(图版Ⅶ)Tetramelaschloroleucus(Körb.) A. Nordin, Lichenologist 36 (6): 356 (2004)

图版Ⅶ 绿色四孢黑瘤衣(标本号20050302)A-B. 地衣体的外部形态；C-D. 子囊盘纵切面；E-F. 子囊和子囊孢子；G. 子囊孢子Plate Ⅶ Tetramelas chloroleucus (Körb.) A. Nordin (Herb. No. 20050302)A-B. Morphological structure of Thallus； C-D. The cross section of Apothecium； E-F. Ascus and ascospores； G. Ascospores

地衣体壳状，连续，薄，表面灰白色，龟裂，疣状；子囊盘网衣型，0.4～0.8 mm，贴生，较为集中，盘面黑色，扁平至凸起，盘面边缘较厚，无粉霜；上子实层棕色；子实层60～70 μm，无色；囊层基深褐色，囊盘被较厚，50～70 μm；子囊杆孢衣型，6～8孢，棍棒状；子囊孢子棕色，狭椭圆形，Callispora-type，1横隔，(5.35～) 6.73～8.21 (～9.26) μm×(11.29～) 13.82～17.68 (～19.83) μm (n=28)，隔处不缢缩。

共生藻：绿藻。

显色反应：K+黄色；UV-；P-；含6-O-methylarthothelin。

基物：树皮。

分布：欧洲、新西兰[26-27]；中国云南[13]；新疆首次记录。

引证标本：哈巴河县白哈巴，48°23′6.5″N，86°29′51″E，1 600 m，2005年8月13日，吾尔妮莎·沙衣丁20050302，20050322；哈巴河县白哈巴，48°26′47″N，86°37′59″E，1 600 m，2005年8月13日，吾尔妮莎·沙衣丁20050309，20050303，20050333。

讨论：该种在针叶林或阔叶林的树皮上，海拔1 300～2 600 m；该种的外部形态与BuelliaerubescensArnold和T.insignis(Körb.) Kalb相似，但是B.erubescens不具有Callispora-type的子囊孢子；而T.insignis的子囊孢子较大，达到25 μm[13]。

2.3 新疆粉衣科地衣分种检索表

新疆粉衣科地衣的分种检索表

1.子囊盘具孢丝粉

2

1.子囊盘无孢丝粉

3

2. 地衣灰白色，子囊盘有柄

冷杉粉衣Caliciumabietinum

2. 地衣体黄色，疣状，子囊盘无柄

诺氏粉衣Caliciumnotarisii

3. 子囊盘茶渍型

4

3. 子囊盘网衣型

5

4. 地衣体黄绿色，边缘有裂片

鳞饼衣Dimelaenaoreina

4. 地衣体灰白色，边缘有裂片

6

5. 土生，地衣体边缘具1～2 cm的裂片

丽黑瘤衣Buelliaelegans

5. 非土生

7

6. 囊层基透明

鳞饼衣白磷变种Dimelaenaoreinavar.exalbescens

6．囊层基褐色

辐鳞饼衣Dimelaenaradiata

7. 树皮生

8

7. 岩面生

9

8. 子囊孢子1隔

10

8. 子囊孢子3隔

11

9. 子囊孢子1隔

12

9. 子囊孢子3隔

13

10. 子囊孢子Callispora-type

绿色四孢黑瘤衣Tetramelaschloroleucus

10. 子囊孢子Buellia-type

点喜瘤衣Amandinapunctata

11. 地衣体粒状，微绿色至微黄灰色

漆毛黑瘤衣Buelliavernicoma

11. 地衣体微白色至灰褐色，子囊孢子4胞至亚砖壁型

黑白多瘤胞Diplotommaalboatrum

12. 地衣体龟裂，边缘具裂片

中央黑瘤衣Buelliacentralis

12. 地衣体灰褐色，边缘不具裂片

蒙古黑瘤衣Buelliamongolica

13. 地衣体瘤状，多疣

粉型多瘤胞Diplotommaepipolium

13. 地衣体表面光滑，亚粉状

海登氏多瘤胞Diplotommahedinii

3 小 结

本研究报道新疆粉衣科地衣4属6种1变种；之前已报道新疆粉衣科5属10种1变种，新增了1属3种，为丽黑瘤衣、蒙古黑瘤衣和绿色四孢黑瘤衣，至此新疆粉衣科共6属13种1变种。