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Study on Lichen Genus Melanelia Essl.in Xinjiang

新疆褐梅衣属地衣研究



全 文 :广 西 植 物 Guihaia 28(5):585— 588 2008年 9月
新疆褐梅衣属地衣研究
王玉良 ,阿地力江 ·阿不都拉 ,阿不都拉 ·阿巴斯2
(1.安徽科技学院 生物系,安徽 风阳 233100;2.新疆大学 生命科学与技术学院,乌鲁木齐 830046)
摘 要:使用光学显微镜、扫描电子显微镜等手段,研究了新疆褐梅衣属 7种地衣的解剖学特征;利用显色反
应(CT)、微量结晶(MCT)和薄层层析(TLC)等方法,对化学成分做了检测,并利用这些结果对主要分类学特
征做了归纳。
关键词:新疆;褐梅衣属;解剖结构;化学成分
中图分类号 :Q949.34 文献标识码 :A 文章编号 :1000—3142(2008)05—0585—04
Study 0n Lichen Genus Melanelia Ess1.inⅪnj iang
WANG Yu-Liang1,Adil~iang·Abdulla2,Abdula·Abbas2
(1.Department of Biology,Anhui Science and Technical College,Fengyang 2331OO,China;
2.College of Li’ Science and Technology,Xinjiang University,Urumqi 830046,China)
Abstract:Morphological characteristics of 7 species in genus Melanelia collectered from XiNiang were studied by light
microscope and scanning electron microscope.The chemical components were analysed by colour test(CT),micricrys-
tal test(MCT)and thin layer chromatography(TLC),and main taxonomic characteristics were also summarized.
Key words:Xi~iang;Melanelia;morphological characteristics;chemical components
褐梅衣属(Melanelia)地衣隶属子囊菌门(Asco—
mycota)子囊菌纲(Ascomycetes)茶渍 目(Lecanorales)
梅衣科(Parmeliaceae),一般为叶状地衣,属异层地衣,
上表面为褐色、黄褐色至橄榄微黑色,一般有明显的
假杯点(P 0c 户 ez ),下表面暗褐色至黑色,有假
根,假根大多不分支,地衣体直径一般不大于 12 am;
子囊盘茶渍型,子囊内含 8~32孢;孢子无色,椭圆
形,单孢,分生孢子为哑铃型。
1753年,Linnaeus在《植物种志》(Species Planta—
rum)中,将所有的地衣作为 1个属(Lichen)来处理,
共收录约 8O个种。广义梅衣属由Acharius(1803)建
立,包括子囊盘为茶渍型的大多数地衣,现在这些地
衣已被划归至不同类群,如:梅衣科(Parmeliaceae)、蜈
蚣衣科(Physciaeeae)、肺衣科(Lobariaceae)、鳞叶衣科
(Pannariaceae)、黄枝衣科(Teloschistaceae)等。1926
年,Zahlbruckner将 Acharius(1803)的梅衣属分为 4
个亚属:袋衣亚属(subg.Hypogymnia)、孔叶衣亚属
(subg.Menegazzia),subg.Omphalodium和真梅衣亚
属(subg.Euparmelia),其中真梅衣亚属包括 5个组:
裸缘梅衣组(sect.Amphigymnia)、条衣组(sect.Ever—
niaeforrnes)、毛里梅衣组(sect.Hypotrachyna)、褐梅
衣组(sect.Melanoparmelia)和黄梅衣组(sect.Xanth—
oparmelia)。目前,狭义的梅衣属或梅衣类地衣实际
上系指该系统中梅衣属的真梅衣亚属地衣。Essling—
er(1977)对世界褐梅衣组地衣进行了研究后,将其分
为 3个亚属:subg.Melanoparmelia,subg.Neofusca
和subg.Alantoparmelia,次年,又将这 3个亚属分别
提升为 3个属:褐梅衣属 (Melanelia)、新棕梅属
(Neofuscelia)和异褐梅属 (Alantoparmelia)。本 文
所涉及的为其中的褐梅衣属。
收稿日期 :2006-12-06 修回日期:2007-06-05
基金项目:安徽科技学院专项基金(ZRC200425);安徽省教育厅自然科学基金(KI2008/307ZO;国家自然科学基金(30460001)[Supported by Special Foun-
dation of Anhui Science and Technology University(ZRC200425);Natural Science Foundation of Anhui Provincial Education Department(KI20081]07ZC);the
National Natural Science Foundation of China(30460001)l
作者简介:王玉良(1965一),男,山东高密人,硕士,讲师,从事植物学教学和地衣研究,(E-mail)wy12663922@163.corn。
。通讯作者(Author for c0rresp0ndence,E-mail:abdulla@xju.edu.en)
586 广 西 植 物 28卷
吴金陵(1987)在《中国地衣植物图鉴》中收录中
国褐梅衣属 2个种,“An Enumeration of Lichens in
China”(Wei,1991)中收录中国褐梅衣属 8个种,并认
为杯 褐 梅 (Melanelia acetabulum)和 阴 暗 褐 梅
(Melanelia stygia)为错误鉴定(魏江春,1991);《新疆
地衣》收录了新疆褐梅衣属 7种(阿不都拉 ·阿巴斯
等,1998)。到目前为止,我国已经确认的褐梅衣属地
衣 13种,其中新疆 7种。
1 材料与方法
研究材料为从西天山、阿尔泰山和阿尔金山所
采集的褐梅衣属标本,典型凭证标本见表 1。
形态解剖研究主要使用 Leica Zoom 2000体视
表 1 新疆梅衣属名录
Table 1 Lichens list of Melanelia in Xinj iang
解剖镜、Olympus摄影显微镜和 LEO1430VP环境
扫描电子显微镜;化学物质鉴定采用显色反应法和
薄层层析法,显色反应法主要有 K反应、C反应等,
主要试剂为5 9/6~10 的KOH溶液和饱和次氯酸钙
水溶液;薄层层析采用 C系统(甲苯 :乙酸一200:
30,v/V)作为展层剂,以国产金丝刷 (Lethariela
dodonioides)作为比对标准。
2 观察结果与讨论
2.1形态解剖研究
2.1.1一般形态结构 所有新疆天山、阿尔泰山和
阿尔金山褐梅衣属地衣均为叶状地衣,具明显的背
腹面的差异 ,是异层地衣。在横切面上由上皮层 、藻
胞层、髓层和下皮层构成,菌体直径一般不大于 12
cm。上表面为褐色、黄褐色至橄榄微黑色。巧褐梅
(M.incolorata)上表面具有由草酸钙结晶积累而成
粉霜(Pruinose,图版 I:1)。有两个种具有皮层毛
(Hair):M.glabra的皮层毛多生长在子囊盘边缘和
裂片顶端附近,M.subverruculifera的皮层毛多生
长在裂片和裂芽上。下表面暗褐色至黑色,有假根;
假根大多不分支,稀少在顶端叉状;子囊盘茶渍型,
子囊内含8~32孢,孢子无色,椭圆形,单孢(图版
工:2),分生孢子为哑铃型 。
所有的种有典型的疏丝组织构成的上皮层,表
现为菌丝排列比较整齐,管腔大,管壁薄,而其下的
菌丝组织则由疏丝组织构成,表现为管腔小、管壁
厚,菌丝排列无一定方向(图版 I:3)。
2.1.2营养体结构 在地衣中,营养体结构种类很
多,它们能起到无性生殖作用,所以也称做无性生殖
结构,包括粉芽、裂芽、小裂片等,有时甚至裂片本身
也可起无性生殖的作用。在所检测的标本中,这种
营养体主要有粉芽(Soredia)、裂芽(Isidia)和小裂片
(Lobule)等,详见表 2。
(1)裂芽:是菌体上表面的皮层、藻胞层和髓层
连续的疣状小突起,其直径一般在 1O~300 m、长
度在 300~500 m之间,褐梅衣中的裂芽或多或少
有些由球状向棒状或圆柱状变化的趋势,很少分枝
(图版 I:4)。新疆褐梅衣属地衣中 M.incolorata,
M.exasperatula,M.subverruculifera等 3个种有
裂芽。裂芽在褐梅衣属地衣种的鉴定工作中是十分
重要的特征。(2)粉芽:为菌体上表面少数菌丝缠绕
着 1个或几个藻细胞所形成的表皮不连续的粉末状
微粒。在地衣中,粉芽不但产生方式多样,而且数量
多少也不尽相同。因此粉芽不仅是地衣的无性繁殖
结构,也是非常重要的分类学特征。新疆 7种褐梅
衣属地衣中具有明显粉芽的是 M.granulosa(图版
I:5),有些粉芽形态与裂芽类似,可能是由裂芽通
过表皮破裂或消失后形成(Moberg,1 977)。其它几
个种无粉芽或无明显区分的粉芽。(3)小裂片:结构
与裂芽基本相同,即为皮层、髓层和藻胞层连续的无
性繁殖体,与裂芽的区别是有背腹之分,并常发生在
叶状地衣裂片的边缘。新疆 7种褐梅衣属地衣中具
有小裂 片的是 M.exasperatula和 M.pannifor—
5期 王玉良等:新疆褐梅衣属地衣研究 587
mis。其中以后者最为明显(图版 I:6)。
2.1.3有性生殖结构 (1)子囊盘和子囊孢子:新疆
褐梅衣属地衣几乎都有子囊盘(表 2),子囊盘全部
为茶渍型(Lecanora type,图版 I:7),子囊盘的大小
和形状,通常是某一特定种的特征。孢子一般为单
孢型(图版I:2)。子囊盘的内部特征和孢子的特征
图版 l P.粉霜;H菌丝;sp.孢子;Is.裂芽;sm粉芽;L小裂片;A 子囊盘;} 囊层基;Ep.囊盘被;P 分生孢子器。1.巧褐梅上表面革
酸钙粉霜 ×15;2.微糙褐梅的孢子×5 000;3.褐梅衣属菌丝(毡褐梅)扫描电镜结构×5 000;4.微糙褐梅裂芽扫描电镜图×170;5.颗粒褐梅粉芽
扫描电镜图×600;6.毡褐梅小裂片×8.5;7.褐梅衣属子囊盘纵切面扫描电镜结构×130;8.同属无粉颗粒褐梅孢子扫描电镜结构×10 000;9.同
属暗褐梅孢子扫描电镜结构×15 000;10.橄榄褐梅的分生孢子器×12;II.三苔色酸微量结晶照片;12.茶渍酸微量结晶照片。
Plate 1 1.Pruinose on upper thalus;2.Spores of M.P_z“ peratula×5 000;3.Hypha structure of M.panni rmis under SEM×5 000;
4.Isidia ofM exasperatula under SEM×170;5.Soredia ofM granulose under SEM×600;6.Lobules ofM.panniformis×8.5;7.Apothe—
eum vertical stratification of Melanelia under SEM×130;8.Spores of M.predisjuncta(of the same generas)under SEM×10 000;9.Spores
of M.stygia(of the same generas)under SEM×15 000;10.Pycnoconidia of M-olivacect×12;11.MCT of gyrophoric acid(iV/.subargeniJ=
er(.1,GE);12.MCT of lecanoric acid(M .glabra,GE).
在种的鉴别中有着一定的意义。它们只是主要的相
关性特征,没有哪个种单凭子实层~子实层基的测
量或孢子大小就可以被鉴别的,事实上,褐梅衣属相
近种的孢子区分不是太大(图版 工:8、图版 I:9),
在属一级的意义远大于种。值得指出的是,子囊盘
的产生与各种无性繁殖器的产生呈负相关,这种关
系在许多其它种的地衣中可以观察到(Esslinger&
Theodore,1977),大多数以粉芽和裂芽繁殖的褐梅
衣,子囊盘不常见或很少见到,甚至有时不能识别出。
(2)分生孢子器和分生孢子:在褐梅衣属中,种
和种之间,甚至是同一个种内,分生孢子的大小和形
状差异都很大(Esslinger,1977)。新疆褐梅衣属地
衣中 M.granulosa,M.incolorata,M.glabra,M.
olivacea,M.panniformis,M.subargenti fera等 6
588 广 西 植 物 28卷
个种有分生孢子器(图版 I:10)。褐梅衣属地衣中
产生的分生孢子器和子囊盘具有相同的变化类型,
即分生孢子器的多少与子囊盘的多少联系紧密,这
在蜈蚣衣属(Physcia)中也有类似现象(Moberg,
1977)。有些种常缺少子囊盘,它们通常不带有分生
孢子器。相反,那些子囊盘产生频率高的种很容易
找到分生孢子器。这种子囊盘与分生孢子器所形成
的正相关在各种地衣类群中都可见到,这种关系常
用来支持分生孢子具有性生殖功能。
表 2 新疆褐梅衣属地衣繁殖结构情况
Table 2 Reproduce structures of Melanelia in Xi~iang
种名 Species
无性生殖结构 有性生殖结构
Isidia SorediaLobule Apothecia Pycnidia
注:++:极多;+:常见;士:偶见;一:未见 Note:++:A—
bundant;+:Frequent;土:Occasional;一 :Absent.
表 3 褐梅衣属地衣中的地衣化学物质
Table 3 Chemical substances in lichens of Melanelia
种名
Species
注 :展开剂为 C系统 ,层析板 20 cm×10 am。 Note:Developing
solvent:C system ,silica gel plates size:20 amX 10 cm.
2.2化学物质研究
在地衣的生活过程中,产生了为数众多的化学
物质,根据存在的部位,可以分成两大类:细胞内产
物(Intracelular products)和细胞外产物(Extracel—
lular products,次生代谢产物),其中大多细胞外产
物是地衣独有的。这些代谢产物一直作为分类学特
征应用于地衣鉴定(Hale,1983),近年来还被应用
于种群研究,作为跟踪基因流的指示物(Culberson
&Culberson,1994)。地衣独特的生物学特性、独
有的次生代谢产物也决定了他们独有的价值。利用
显色反应 (CT),微 量结 晶(MCT)和薄层层析
(TLC)方法,能确定鉴定出的新疆褐梅衣属地衣的
次生代谢产物有五种(表 3,图版 工:1l,12),这些化
学物质以及相应的反应可以作为种类鉴定的辅助依
据 ,有 时甚至是 主要 依据 (Culberson& Kristins-
son,1970)。
2.3新疆褐梅衣属地衣检索表
根据以上检测结果,主要依据形态特征,并结合
化学特征,编制新疆梅衣属地衣检索表如下:
(1)无粉芽,无裂芽和小裂片 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ M.granulose
(1)*无粉芽,有或没有裂芽或小裂片 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 2
(2)既无裂芽也没有小裂片 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 3
(2)*有裂芽和(或)小裂片⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 4
(3)KC+红,含茶渍酸(Lecanoric acid) ⋯⋯⋯⋯ — glabra
(3)*KC一,不含茶渍酸(Lecanoric acid) ⋯⋯ M.olivacea
(4)既有裂芽也有小裂片,有或无子囊盘,无分生孢子器 ⋯
⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ^ exasperatula
(4)*有裂芽或小裂片⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 5
(5)有小裂片⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ M.panniformis
(5)*有粉芽⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ 6
(6)不与任何地衣化学物质反应 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯ M.incolorata
(7)*C+红,KC+红,含三苔色酸(Gyrophoric acid)和茶渍酸
⋯ ·⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ ⋯ · · ^subargenifera
3 小结
褐梅衣属地衣约占新疆已知地衣总数的 3%,占
新疆叶状地衣的 9 ,为新疆叶状地衣的第三大属
(阿不都拉 ·阿巴斯等,1998)。因为是大型叶状地
衣,在新疆的阿尔金山、天山和阿尔泰山等有大规模
分布,因此,研究该属地衣对于荒漠治理、绿洲保护和
地区资源开发有较大意义,从有关资料看,与我国新
疆自治区相邻国家该属的研究比我国详尽(哈萨克斯
坦 l8种、蒙古国l6种、俄罗斯 lO种),考虑到地理位
置和环境因素,我国褐梅衣属地衣的数量应该多于上
述三国,今后对该属的大量研究工作是必须的。
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(下转第 595页 Continue on page 595)



舞删
5期 赵春:Cd 胁迫对石龙尾超微结构的影响 595
基粒类囊体的解体,也会使整个代谢过程受阻。
高尔基体是内质网上合成的蛋白质的加工和包
装场所,并且能够转运膜蛋白和溶酶体中的水解酶类
(吴相钰,2005)。随着内质网数 目的减少,从内质网
形成的运输小泡也急剧减少,高尔基体丧失了来自内
质网的分泌源而随之膨胀,直至消失。
核糖体是合成蛋白质的场所,其毒害耐受性大于
高尔基体和线粒体,与低浓度 Cdz 处理下,可溶性蛋
白有所增加相吻合(赵春,2003)。这可被看作植物在
一 定限度下对外来毒害的一种具 自我保护作用的应
激性反应,可能包括一些抗氧化酶(SOD、POD)等的
表达和翻译(常福辰等,2002)。而蛋白质在叶绿体中
最重要的功能是作为代谢过程的催化剂,且叶绿体中
起电子传递作用的细胞色素、质体蓝素也是与蛋白质
结合的。核糖体数量减少,直接抑制了叶绿体酶系
统、光合器官结构以及线粒体等一系列细胞器的合
成。
由于Cd2 破坏了细胞的细胞膜及各种细胞器,进
而影响细胞的整体功能,造成细胞损伤乃至死亡。
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