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研究进展

武汉植物园在葫芦科分类学研究中取得进展

葫芦科(Cucurbitaceae)是被子植物中重要的植物类群之一,全球约有100余属、1000余种,其中包括黄瓜、西瓜、南瓜等诸多重要经济作物及其野生近缘种。武汉植物园王青锋研究员团队聚焦以热带和亚热带地区为分布中心的葫芦科类群,长期从事系统分类学研究。近期,研究团队先后在国际植物分类学期刊PhytoKeys上发表两项研究,分别命名了分布于肯尼亚、坦桑尼亚的丽梭瓜属(Eureiandra)新种东方丽梭瓜(Eureiandra orientalis N.Wei, Q.Luke, Kirika & Q.F.Wang)和我国广西的栝楼属(Trichosanthes)新种异叶栝楼(Trichosanthes metamorpha R.Z.Wang, N.Wei & Q.F.Wang)。两项研究均基于综合分类学证据,进一步丰富了葫芦科类群的多样性资料。
一、东非沿海地区发现丽梭瓜属新种——东方丽梭瓜
葫芦科的丽梭瓜属为非洲特有,目前已记录8种,主要分布于非洲东部和南部的热带地区。在《肯尼亚植物志》项目的支持下,研究团队对肯尼亚境内开展了系统的调查研究。其中,东部沿海地区发现的丽梭瓜属植物,由于其茎叶近乎无毛的特征,吸引了考察队员的关注。2018–2026年间,科考队员在居群水平上持续地观察和采集了该丽梭瓜属植物。经与东非植物标本馆(EA)、英国邱园标本馆(K)等馆藏标本及相关文献进行比对研究,确认其为一个长期未获正式命名的分类群。Jeffrey曾在1967年《热带东非植物志》中将其称为“Eureiandra sp. A”,Luke于2005年在Shimba Hills区域名录中将其称为“Eureiandra orientalis”。由于形态资料不足,该新类群一直没有得到系统研究。本研究将其正式描述并命名为东方丽梭瓜(Eureiandra orientalis N.Wei, Q.Luke, Kirika & Q.F.Wang)。种加词“orientalis”意为“东方的”,意指其分布于东非的东部地区。东方丽梭瓜分布于肯尼亚和坦桑尼亚沿海的低海拔地区,常生于石灰岩或珊瑚礁坡地、沿海森林边缘。
东方丽梭瓜与簇生丽梭瓜(Eureiandra fasciculata)最相近,但其茎近无毛,仅节部稀疏生毛;叶片较大,深绿有光泽;雄花序具短花序梗,花瓣卵形;果实较大,长约6.5–11.5厘米;种子长椭圆形、黑褐色,边缘不明显(图1)。尤为重要的是,东方丽梭瓜开花时叶片已充分展开,而簇生丽梭瓜开花时通常无叶。依据现有资料,东方丽梭瓜暂评估为无危(Least Concern,LC),但其生境正受开垦和采矿等活动的影响。
二、国产栝楼属新种——异叶栝楼
栝楼属(Trichosanthes)是葫芦科物种较丰富的类群之一,全球约100种,主要分布于亚洲热带至亚热带地区,国产约40种,多见于我国南方和西南地区。2024年7月,科研人员在广西壮族自治区桂林市阳朔县野外调查时,发现一种叶片表面具醒目白色斑纹的栝楼属植物。随后的两年间,科研人员对该植物的形态特征和变异幅度进行了细致的观察和比较研究。与近缘种糙点栝楼(T.dunniana)和柔毛栝楼(T.pubera)相比,该物种具有稳定的鉴别特征:茎近无毛,散布针尖大小的黑点;基生叶具醒目白色斑纹,顶生叶无斑纹且裂片更深;花瓣流苏短而厚、向内卷曲,长仅2.0–2.5毫米;成熟果实橙黄色;种子宽椭圆形、光滑无侧脊(图2)。而糙点栝楼和柔毛栝楼的花瓣流苏更长、更纤细,果实通常呈红色。分别基于叶绿体基因组(67个蛋白编码基因)和ITS、matK、rpl20-rps12三位点串联数据集开展的栝楼属系统发育分析,结果均支持该新种归入栝楼属的Involucraria组,其中叶绿体基因组数据支持其与红花栝楼(T.pubera subsp.rubriflos)互为姐妹群(图3)。
形态学与分子系统学证据均支持该物种的新种地位,研究团队将其命名为异叶栝楼(Trichosanthes metamorpha R.Z.Wang, N.Wei & Q.F.Wang)。种加词“metamorpha”意为“变形的”,新种中文名“异叶栝楼”即取自其基生叶与顶生叶形态迥异的特点。异叶栝楼目前仅在阳朔县的两个居群发现,生于海拔约300–1200米的湿润岩壁和林下坡地。由于分布狭窄并易受道路清理、采挖等人为活动威胁,研究团队依据IUCN红色名录标准将其评估为易危(Vulnerable,VU)。
以上两篇论文均由王若洲(黑龙江八一农垦大学本科生)和博士研究生冉朝辉担任共同第一作者,研究工作在王青锋研究员和魏能副研究员的指导下完成,同时得到德国慕尼黑工业大学、肯尼亚国家博物馆、坦桑尼亚国家标本馆、津巴布韦国家标本馆等单位科研人员的大力支持。上述研究获得了国家重点研发计划(2023YFE0207900、2024YFE0214500)、国家自然科学基金(32200174、32470225)、中国科学院国际合作局(067GJHZ2023034MI、067GJHZ2023028MI)、中国科学院中-非联合研究中心(SAJC202527ZD01)、中国科学院植物分类学家支持计划(CAS-TAX-24-040)以及云南省重点研发计划(202403AC100028)等项目支持。
文章链接
论文1(东方丽梭瓜):
论文2(异叶栝楼):

图1. 东方丽梭瓜(Eureiandra orientalis)的生境及形态特征。A. 生境;B. 块根;C. 茎及叶;D. 叶片正面;E. 叶片背面;F. 雄花;G. 未成熟雌花;H. 幼果。

图2. 异叶栝楼(Trichosanthes metamorpha)的生境及形态特征。A. 生境;B. 顶生叶;C. 中部叶;D. 基生叶;E. 块根;F. 基生叶正面;G. 基生叶背面;H. 雄花;I. 雌花;J. 幼果。

图3. 基于67个质体蛋白编码基因数据集推断的栝楼属最大似然系统发育树。




植物多样性与进化研究组 冉朝辉