刘永英，牛玉璐，曹　珍，赵建成*

(1 焦作高等师范专科学校 生物系，河南焦作 454001；2 河北师范大学 生命科学学院，石家庄 050024；3 衡水学院 生命科学学院， 河北衡水 053000)



基于形态学特征和分子数据的中国缺齿藓科初步研究

刘永英1,2，牛玉璐2,3，曹珍2，赵建成2*

(1 焦作高等师范专科学校 生物系，河南焦作 454001；2 河北师范大学 生命科学学院，石家庄 050024；3 衡水学院 生命科学学院， 河北衡水 053000)

为探讨缺齿藓类与真藓科、提灯藓科的系统关系，理清缺齿藓科的系统位置和中国缺齿藓科分类问题，该研究以中国分布的缺齿藓科植物和相关类群4 000余份标本为材料，进行详细的形态学研究，并选用其中35种、40份样品的4个DNA片段(rps4、trnG、trnL-trnF 、atpB-rbcL)联合数据用于分子系统分析，采用邻接法(NJ)和最大似然法(ML)构建分子树。结果表明：(1)在分子树中，缺齿藓类与真藓科植物分别聚在具有高支持率的不同分支上，叶形、叶细胞等形态学特征也有较大差异，缺齿藓类应从广义的真藓科分出。(2)在分子树中，虽然缺齿藓类与提灯藓科植物聚在同一分支中，但无形态学的共源性状，二者不应视为一个单系类群。(3)缺齿藓科是一个自然类群，缺齿藓科内属间存在着密切的系统关系，缺齿藓科的主要识别特征为：植物体小型，茎常分枝；叶形和叶细胞为丝瓜藓型(Pohlia-like)，披针形至长椭圆形，中上部细胞狭长，线状菱形或蠕虫形；生殖苞多生于新生枝顶；蒴齿为互生双齿层，常有不同程度的退化或一层蒴齿缺失，稀双层蒴齿缺失。(4)中国缺齿藓科包含有5属，即缺齿藓属(Mielichhoferia)、丝瓜藓属(Pohlia)、拟丝瓜藓属(Pseudopohlia)、合齿藓属(Synthetodontium)和小叶藓属(Epipterygium)，目前为止共计34种(含种下分类单位)。

缺齿藓科；真藓科；提灯藓科；形态性状；分子树；分类

缺齿藓科(Mielichhoferiaceae)隶属于藓纲(Musci)，真藓亚纲(Bryidae)，真藓目(Bryales)。综合现代各位学者的统计，该科共包含约6属290种(含种下等级)[1-2]。该类群的大多数种分布于北半球，是山地、丘陵、平原及干旱荒漠藓类群落中的重要组成成分，具有重要的生态学作用。缺齿藓属(Mielichhoferia)植物因常生长于含铜量高的基质上，被称为“喜铜藓类”；缺齿藓属和丝瓜藓属(Pohlia)的许多种喜生于酸性基质上，因此，这些植物对土壤基质的营养成分和性质具有重要的指示作用。

缺齿藓科是苔藓植物中的古老类群之一，分类学研究历史较为久远。长期以来，缺齿藓科的系统位置和分类系统存在很大分歧(表1)。最早由Funch于1818年描述了目前包括于该属的种Mielichhoferiamielichhoferiana，但当时被置于小石藓属(Weissia)[丛藓科(Pottiaceae)]中[16]。Nees等以单层蒴齿和生于新生枝顶的生殖苞为特征建立了缺齿藓属(Mielichhoferia)[17]。Bruch等认为缺齿藓属的单层蒴齿与丝瓜藓属的内齿层具有同源性，因而移入真藓科(Bryaceae)中[18]。Schimper以Mielichhoferia为模式属建立了缺齿藓科(Mielichhoferiaceae)，当时仅含1个属[19]。后来的许多年中，大多数分类学家[6-8, 12-13, 20-22]追随Brotherus[4]的观点，坚持真藓科是一个十分宽泛而种类繁多的类群，具有孢蒴台部明显、蒴齿发育完全或退化等孢子体特征和植株小型、叶披针形、叶细胞长形等配子体特征的一些类群：缺齿藓属、丝瓜藓属、小叶藓属(Epipterygium)、拟丝瓜藓属(Pseudopohlia)、合齿藓属(Synthetodontium)和斯克藓属(新拟名，Schizymenium)相继被置于广义真藓科的缺齿藓亚科(Mielichhoferioideae)、真藓亚科(Bryoideae)或丝瓜藓亚科(Pohlioideae)中。

近10余年来，随着人们对广义真藓科分类学研究的深入，有关缺齿藓科、真藓科和提灯藓科(Mniaceae)的分类学概念和系统关系出现了很多争议。基于细胞核和叶绿体DNA序列研究结果显示出丝瓜藓属、缺齿藓属和小叶藓属等类群远离于真藓科，而与提灯藓科的关系更显密切[23]。这些观点后来也被越来越多的实验结果所验证[24-26]，并得到一些学者的强烈支持。于是，基于形态学和分子数据的综合分析研究，这些新观点被很多学者或多或少地采纳并引用到现代藓类分类系统中，如Crosby等将丝瓜藓属移至提灯藓科，将缺齿藓属等置于缺齿藓科[1]；Hill等[11]根据Koponen[27]关于提灯藓科的分类学观点，将Goffinet等[28]界定的包含有缺齿藓属的大科——提灯藓科进行拆分，分出了缺齿藓科；Frey等[14]对Goffinet等的藓类分类系统[28]在科级以下单位做了调整，以丝瓜藓属、拟丝瓜藓属、缺齿藓属、合齿藓属和斯克藓属建立了缺齿藓亚科，小叶藓属被置于提灯藓亚科(Mnioideae)中。

关于中国缺齿藓科的研究，陈邦杰[6]在《中国藓类属志》(上册)中坚持了Brotherus[4]的观点，将缺齿藓属中唯一的种——中华缺齿藓(Mielichhoferiasinensis)置于真藓科缺齿藓亚科之中，随后出版的中国地方苔藓志[29-35]及中国苔藓植物研究的重要文献《中国苔藓志》(第4卷)[12]和英文版(MossFloraofChina)[13]均沿用陈邦杰的藓类分类系统[6]，将缺齿藓类群置于真藓科中，并记录该类群在中国有4属33种(含种下分类单位)。期间，丝瓜藓属新命名了3种：疏叶丝瓜藓(Pohliamacrocarpa)[36]、明齿丝瓜藓(P.hyaloperistoma)[36]和纤毛丝瓜藓(P.hisae)[37]；最近，刘永英等命名了合齿藓属1新种——昆仑合齿藓(Synthetodontiumkunlunense)，该属是中国的首次记录[38]。综上所述，缺齿藓类群在中国已记录约有5属34种(含种下分类单位)。汪琛颖等[39]基于核糖体DNA ITS序列的系统发育新证据分析认为，丝瓜藓属和缺齿藓属等是一个独立于提灯藓科之外的类群，赞同Hill等[11]建立缺齿藓科的观点。刘永英等[40-41]通过广泛研究该类群标本，补充了一些地理新分布或考证了一些种的命名。《苔藓植物，中国生物物种名录》[15]中参照Frey等[14]藓类植物分类系统将缺齿藓等类群置于提灯藓科中，最近出版的《贵州苔藓植物志》[42]中也采用此系统。

本文旨在通过基于形态学特征和分子数据的研究，探讨缺齿藓类与真藓科的关系及其与提灯藓科有无共源性状，进而确定该类群的系统位置和解决中国缺齿藓科的分类问题，增进对该类群分类学的认识，也将对藓类植物真藓目的系统分类研究具有重要意义。

1　材料和方法

1.1材料

详细研究中国分布的缺齿藓科植物和相关类群的标本4 000余份。选用40份样品，共35种用于分子生物学实验，其中提灯藓科7个样品，丝瓜藓属14个样品，短月藓属(Brachymenium)7个样品，真藓属7个样品，银藓属(Anomobryum)、平蒴藓属(Plagiobryum)、大叶藓属(Rhodobryum)和薄囊藓属(Leptobryum)各1个样品，疣壶藓长尖变种(Gymnostomiellavernicosavar.acuminata)为外类群。材料详细信息见表2。

表1　缺齿藓科所含类群分类系统变更一览表

表2　样品信息及序列GenBank登录号

注：*表示序列下载自GenBank，—表示数据缺失

Note：* indicates sequence download from GenBank, and — indicates absent data

1.2方法

1.2.1经典分类学研究参照国内外相关文献[2, 6-13, 29-37]，利用解剖镜、显微镜和扫描电子显微镜等对中国分布的缺齿藓科植物和相关类群4000余份标本的形态特征进行详细研究。凭证标本存放于河北师范大学植物标本馆(HBNU)。

1.2.2DNA提取和PCR扩增在解剖镜下挑选样品，漂洗清除附着在样品上的杂质，自然风干后使用DNA提取试剂盒(北京天根生化科技有限公司)按照说明书提取总DNA。PCR扩增采用25 μL体系(总DNA 20 ng，dNTP 200 mmol·L-1，10×plus bufferTaq2.5 μL，primer各0.5 μmol·L-1，MgCl21 mmol·L-1，Taqpolymerase 0.1 unit)，引物信息见表3。

各片段扩增反应程序的初始步骤均为95 ℃预变性7 min，最后72 ℃延伸5 min。中间35个循环，步骤如下：rps4、trnL-trnF：95 ℃(25 s)，58 ℃(5 s)，72 ℃(2 min);atpB-rbcL、trnG：95 ℃(25 s)，47 ℃(5 s)，72 ℃(2 min)。扩增产物送上海欧易生物医学科技有限公司测序，所测序列提交GenBank(表2)。

1.2.3数据处理将测序得到的序列逐一在线(http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/Blast.cgi)与GenBank中的进行比对，以排除有外源污染的序列存在。使用Clustal X 软件[47]对待分析的序列进行自动和手动排列和比对，并切除序列两端的模糊和不完全区段。利用MEGA 5.05[48]基于每个DNA片段构建系统树，在树形没有显著冲突的前提下再进行多序列合并数据集系统分析。本研究中的分类群包括了提灯藓科、真藓科、缺齿藓科和寒藓科(Meeseaceae)等；由于实验中部分标本年代久远未能用于分子系统分析，同时得到rps4、trnG、trnL-trnF和atpB-rbcL等4个序列的样品只有40份。对于分类群数目较少、远缘序列的分析使用邻接法(NJ)和最大似然法(ML)可较好地避免“长枝吸引”假象的产生，从而构建出可靠的系统发育树[49]。

表3　引物序列和来源

2　结果与分析

NJ和ML两种分析方法对4个DNA片段联合数据的分析结果基本一致，在此选用NJ树来展示分析结果(图1)，以疣壶藓长尖变种定根，分子树可分为A、B两个自展支持率均为100%的主分支。

分支A由丝瓜藓属、提灯藓属(Mnium)、匍灯藓属(Plagiomnium)和疣灯藓属(Trachycystis)组成，包含了3个较大的次级分支。首先，2份泛生丝瓜藓(Pohliacruda)、3份拟长蒴丝瓜藓(P.longicollis)、粗枝丝瓜藓(P.laticuspis)、2份南亚丝瓜藓(P.gedeana)、丝瓜藓(P.elongata)和黄丝瓜藓(P.nutans)等聚成a支，虽然支持率不足50%，但有明显的形态学共源性状：植物体健壮；无叶腋生芽孢；孢蒴长，圆柱形，台部明显，与壶部等长，孢蒴外壁细胞长形，气孔显型；内齿层齿条有狭至宽的穿孔，有齿毛，长或短，有附片，或退化。该分支与Hill等[11]界定的丝瓜藓组(Pohlia)包含的主要物种基本一致。其次，2份卵蒴丝瓜藓(P.proligera)样品和异芽瓜藓(P.leucostoma)聚成b支，支持率为100%。该分支与Hill等[11]界定的直蒴藓组(Cacodon)包含的主要物种基本一致，最明显的特征是均有叶腋生芽胞。这个类群种间在生境、植株大小、叶的光泽度、叶形、叶细胞大小和形状等方面十分相似，区别主要在芽胞的大小、形状、数目和叶原基的分化程度，如果在无芽胞时，这些种很难区分。形态学上显著的一致性证明它们系统关系密切[50]。再次，提灯藓属、匍灯藓属和疣灯藓属的种聚为c支，自展支持率为100%，支持了基于经典分类学的研究结果——提灯藓科是一个单系类群。2份树形疣灯藓的同地标本分别聚在不同的次级分支中，可能是由于“长枝吸收”假象所致。

分支B包括真藓属、短月藓属、大叶藓属、平蒴藓属和银藓属，共有的形态学性状为：植物体小型，叶披针形至卵形，中上部细胞较短，长菱形至六边形；孢子体生于茎顶；蒴齿发育常完全。与Crosby等[1]、Hill等[11]和Shaw等[2]界定的真藓科范畴一致。

3　讨　论

3.1丝瓜藓属与真藓科的关系

在基于联合分子数据分析得出的分子树中，包含丝瓜藓属和提灯藓科类群的分支A与包含真藓科类群的分支B均有很高的支持率，与近年来的分子实验结果[23-26]一致，进一步证明了丝瓜藓属不属于真藓科，而与提灯藓科的关系更密切。在经典分类中主要基于孢子体的相似性将丝瓜藓属归于真藓科，但两者的配子体有较多差异(图2)：丝瓜藓属植物叶较狭长，长披针形至披针形，叶缘无分化边，中肋及顶至消失于叶尖下，叶细胞狭长，蠕虫形；真藓科植物叶较宽，卵形、椭圆形、匙形或披针形，叶缘常有明显分化边，中肋强劲，贯顶、突出叶尖至形成长毛尖，叶细胞较宽，六边形至长菱形。所以，综合形态学性状和分子序列分析，丝瓜藓属应移出真藓科，这一观点几乎已达成共识，被广泛应用到近期发表的文献中[1-2,9-11, 14-15, 28, 41-42,51]。

分支上的数值表示自展支持率≥50%。A. 丝瓜藓属-提灯藓科; B. 真藓科；a. 丝瓜藓组; b. 直蒴藓组; c. 提灯藓科图1　rps4、trnG、trnL-trnF和atpB-rbcL联合序列邻接树Numbers above branches are bootstrap values≥50% from 1 000 replicates. A. Pohlia-Mniaceae; B. Bryaceae；a. Section Pohlia; b. Section Cacodon; c. MniaceaeFig. 1　Consensus tree of neighbor-joining (NJ) tree derived from rps4+trnG+trnL-trnF + atpB-rbcL data

3.2丝瓜藓属与提灯藓科的关系

尽管分子实验结果中，丝瓜藓属植物与提灯藓科科所含类群聚在一起，并有很高的支持率，但由于在系统演化过程中可能有遗传渗漏或祖先多态性发生，所以分子树未必与物种树一致[52]，它们之间的系统发育关系有待更多证据的支持。从形态性状比较(图2)：丝瓜藓属植株一般较小，叶形和叶细胞狭长，生殖苞常生于主茎基部的新生枝顶，内层蒴齿有不同程度的退化；提灯藓科植株一般大型，叶片常短而阔，叶细胞几乎等径，孢子体常生于主茎顶，蒴齿发育完全。对以形态学性状为基础的经典分类学结果与以分子证据为基础的现代分类学结果的冲突，可能的解释是这两个类群始于共同祖先，在较晚期发生分歧，由于某个或某些地质历史事件的原因，存在缺失类群，孑遗类群之间亲缘关系距离远，所以没有相似形态学性状。由于二者形态学上有较大差异，有人提出以经典分类建立起来的两个分类群在几乎找不到相似形态性状的情况下，不应该视为一个类群，丝瓜藓类群可能是早期从广义的提灯藓科分出并平行演化而来的[2]。基于丝瓜藓属与提灯藓科之间无形态学共源性状，那么它们就不应被视为一个单系类群，独立缺齿藓科势在必行。Hill等[11]参照Koponen[27]的小科概念将Goffinet等[28]提出的提灯藓科进行拆分，将丝瓜藓属、缺齿藓属、小叶藓属和斯克藓属等类群独立为缺齿藓科，Crosby等[1]、Shaw[2]和Shaw等[51]一些学者支持并采纳了这个观点。Cao等[53]利用红外光谱分析探讨丝瓜藓属与提灯藓科的系统关系，支持了丝瓜藓属归于缺齿藓科的观点。

3.3丝瓜藓属与缺齿藓属、小叶藓属等类群的关系

由于小叶藓属的蒴齿结构与丝瓜藓属的几乎无差别，Andrews[54]和Ochi[55]曾将其作为丝瓜藓属的一个组。在Pedersen等[25-26]基于形态学性状和cpDNA序列综合分析得出的系统发育树中小叶藓属与丝瓜藓属关系密切。Guerra等[56]通过cpDNA序列分析也得到了相似的结果，认为小叶藓属与Hill等[11]定义的丝瓜藓属广口藓组(Apalodictyon)构成关系密切的姊妹群。从形态学特征分析不难发现它们的共源性状是阔菱形的叶细胞。缺齿藓属与丝瓜藓属的丝瓜藓组有相似的配子体，二者的区别主要是蒴齿结构：丝瓜藓组的蒴齿明显两层，有发育良好的外齿层和发育良好或一定程度退化的内齿层；缺齿藓属常仅有退化的外齿层，有时也有基膜或不明显的内齿层[57]。缺齿藓属与丝瓜藓属为并系类群得到分子证据支持[23-24]。丝瓜藓属与合齿藓属、拟丝瓜藓属的系统关系尽管暂无分子证据，但若无孢子体、仅以配子体几乎无法区分这三属植物，依据形态性状的相似性可以认为它们是系统关系密切的类群，一并归于缺齿藓科[1, 2]。

4　结　论

4.1缺齿藓科是一个独立类群

基于形态学性状和分子序列的综合分析，缺齿藓类群应移出真藓科；基于与提灯藓科缺乏形态学性状的共源性，缺齿藓类群也不应置于提灯藓科。根据形态结构由复杂到简化的生物演化路线推测，具有发育相对完整的双层蒴齿结构的合齿藓属可能与丝瓜藓属较原始的类群系统关系密切；具有极度退化的蒴齿结构的缺齿藓属则属于另一种情况，即与丝瓜藓属较进化的类群系统关系密切。以相似的叶形和叶细胞推断小叶藓属可能与丝瓜藓属的广口藓组系统关系密切。除蒴齿结构外，几乎无法找到拟丝瓜藓属与丝瓜藓属其它形态学性状的差异，所以它们可能起源相同或相似。总之，缺齿藓科应是一个自然类群，缺齿藓科内属间存在着密切的系统发育关系。

缺齿藓科主要识别特征为：植物体小型，茎常分枝；叶形和叶细胞为丝瓜藓型(Pohlia-like)，披针形至长椭圆形，中上部细胞狭长，线状菱形或蠕虫形；生殖苞多生于新生枝顶；蒴齿为互生双齿层，常有不同程度的退化或一层蒴齿缺失，稀双层蒴齿缺失。

4.2中国缺齿藓科分类

中国缺齿藓科目前有5属，34种(含种下分类单位)。

中国缺齿藓科分属检索表

1. 植株稍扁平，有1～3列比侧叶小的背叶；叶椭圆形，叶边有1～4列狭长细胞构成的分化边

小叶藓属Epipterygium

1. 植株不扁平，无背叶和侧叶之分；叶披针形至长披针形，叶边无明显狭长细胞构成的分化边

2

2. 蒴齿常退化，双层或单层，稀缺失

缺齿藓属Mielichhoferia

2. 蒴齿明显双层

3

3. 内齿层粘贴于外齿层上，不易分离，相邻的齿毛相互贴合，与齿条不易区分

合齿藓属Synthetodontium

3. 内齿层与外齿层分离，若有齿毛易与齿条区分

4

4. 孢蒴直立，蒴齿成对并合，内齿层与外齿层等长

拟丝瓜藓属Pseudopohlia

4. 孢蒴倾立至下垂，蒴齿分离不并合，内齿层较外齿层短

丝瓜藓属Pohlia

[1]CROSBY M R, MAGILL R E, ALLEN B,etal. A Checklist of the Mosses[M]. St. Louis: Missouri Botanical Garden, 1999: 1-210.

[2]SHAW A J. Bryophyte Flora of North America[DB/OL]. Missouri Botanical Garden, (2009-3-23)[2016-05-15]. http://www. mobot. org/plantscience/BFNA/V2/BryaMielichhoferiaceae_family.htm.

[3]BROTHERUS V F. Musci (Bryaceae)[M] // ENGLER A, PRANTL K. Die natürlichen Pflanzenfamilien 1 ed. Hälfte. Leipzig: Wilhenlm Engelmann, 1909: 532-601.

[4]BROTHERUS V F. Musci (Bryaceae)[M] // ENGLER A, PRANTL K. Die natürlichen Pflanzenfamilien 2 ed. Hälfte. Leipzig: Wilhenlm Engelmann, 1925: 347-404.

[5]ANDREWS A L. Study in the Bryaceae[J].Bryologist, 1950, 53: 115-118.

[6]陈邦杰，万宗玲，高谦，等.中国藓类植物属志(上册)[M]. 北京：科学出版社，1963：251-270.

[7]GANGULEE H C. Mossess of Eastern India and Adjacent Regions. Vol. 2[M]. Calcutta: Eastend Printers, 1974: 888-1 022.

[8]NYHOLM E. Illustrated Moss Flora of Fennoscandia. 2. Musci. Fasc. 3[M]. Lund: CWK Gleerup, 1958: 189-288.

[9]IWATSUKI Z. New catalog of the mosses of Japan[J].JournaloftheHattoriBotanicalLaboratory, 2004, 96: 1-182.

[10]SMITH A J E. The Moss Flora of Britain and Ireland[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 2004: 528-636.

[11]HILL M O, BELL N, BRUGGEMAN-NANNENGA M A,etal. A annotated checklist of the mosses of Europe and Macaronesia[J].JournalofBryology, 2006, 28(3): 198-267.

[12]黎兴江.中国苔藓志(第4卷)[M]. 北京：科学出版社，2006：1-111.

[13]ZHANG D C, LI X J，HE S. Bryaceae[M] // LI X J, CROSBY M R, HE S. Moss Flora of China. English Version. Vol. 4. Beijing: Science Press & St Louis, MO: Missouri Botanical Garden Press, 2007: 3-92

[14]FREY W, STECH M, FISCHER E. Syllabus of Plant Families[M]. Berlin: Gebr. Borntraeger Verlagsbuchhandlung, 2009: 193-198.

[15]贾渝，何思. 苔藓植物，中国生物物种名录 第一卷[M]. 北京：科学出版社, 2013: 125-147.

[16]FUNCH H C. Cryptogamische Gewächse des Fichtelgebirg’s[M]. Leipzig: Grau, 1818.

[17]NEES von ESENBECK C G D, HOMSCHUCH C F, STURM J. Bryologia Germanica. Vol. 2[M]. Nürnberg: Nabu Press, 1831.

[18]BRUCH P, SCHIMPER W P, GüMBEL W T. Brologia Europaea. Vol. 4[M]. E. Stuttgart: Schweizerbart, 1 836-1 855.

[19]SCHIMPER W P. Corollarium Bryologiac Europaea[M]. Stuttgartiae: E. Schweizerbart, 1856.

[20]SMITH A J E. The Moss Flora of Britain and Ireland[M]. Cambridge: Cambridge University Press, 1978.

[21]CRUM H A, ANDERSON L E. Mosses of Eastern North America[M]. New York: Columbia University Press, 1981.

[22]DIXON H N. The Student’s Handbook of British Mosses 3[M]. Eastbourne: V. T. Sumfield, 1954: 325-376.

[23]COX C J, HEDDERSON T A J. Phylogenetic relationships among the ciliate arthrodontous mosses: evidence from chloroplast and nuclear DNA sequences[J].PlantSystematicsandEvolution, 1999, 215: 119-139.

[24]COX C J, GOFFINET B, NEWTON A E,etal. Phylogenetic relationships among the diplolepideous-alternate mosses (Bryidae) inferred from nuclear and chloroplast DNA sequences[J].Bryologist, 2000, 103 (2): 224-241.

[25]PEDERSEN N, COX C J, HEDENäS L. Phylogeny of the moss family Bryaceae inferred from chloroplast DNA sequences and morphology[J].SystematicBotany, 2003, 28(3): 471-482.

[26]PEDERSEN N, HEDENäS L. Taxonomic and nomenclatural implications of phylogenetic studies of the Bryaceae based on molecular data and morphology[J].Bryologist, 2005, 108(1): 123-128.

[27]KOPONEN T. The phylogeny and classification of Mniaceae and Rhizogoniaceae (Musci)[J].JournaloftheHattoriBotanicalLaboratory, 1988, 64: 37-46.

[28]GOFFINET B, BUCK W R. Systematics of the bryophyta (mosses): from molecules to a revised classification[M] // GOFFINET B, HOLLOWELL V C, MAGILL R E. Molecular Systematics of Bryophytes. St. Louis: Missouri Botanical Garden Press, 2004: 205-239.

[29]白学良．内蒙古苔藓植物志[M]．呼和浩特：内蒙古大学出版社，1997：263-293.

[30]吴鹏程，汪楣芝．横断山区苔藓志[M]．北京：科学出版社，2000：388-411.

[31]张满祥．秦岭植物志(第3卷，第一册)[M]．北京：科学出版社，1978：99-114.

[32]赵遵田，曹同．山东苔藓植物志[M]．济南：山东科学技术出版社，1998：165-185.

[33]高谦．东北鲜类植物志[M]．北京：科学出版社，1977：142-159.

[34]黎兴江，臧穆．西藏苔藓植物志[M]．北京：科学出版社，198：161-194.

[35]黎兴江．云南植物志(第18卷)[M]．北京：科学出版社，2002：382-448.

[36]ZHANG D C, LI X J, HIGUCHI M. Two new speciews of the genusPohlia(Bryaceae, Musci) form China[J].ActaPhytophysiologicaSinica, 2002, 40(2): 176-182.

[37]KOPONEN T, LOU J S.Pohliahisae, species nova (Musci, Bryaceae) from Wo-long Nature Reserve, Sichuan, China[J].Hikobia, 1986, 9: 315-317.

[38]LIU Y Y, ZHAO J C, MAMTIMIN S.Synthetodontiumkunlunense(Mielichhoferiaceae, Musci), a new moss species from the Kunlun Mountain Range, China[J].Novon, 2013, 22(4): 428-433.

[39]汪琛颖，赵建成.丝瓜藓属(PohliaHedw.)的系统位置及属内种间关系探讨[J]. 植物研究，2010, 30(5): 517-526.

WANG C Y, ZHAO J C. Phylogenetic position of the genusPohliaHedw.: evidence from the nuclear ribosomal DNA ITS region[J].BulletinBotanicaResearch. 2010, 30(5): 517-526.

[40]刘永英，买买提明·苏莱曼，赵建成. 新疆丝瓜藓属(Pohlia)的分类学修订[J]. 干旱区研究，2013，30(3): 505-511.

LIU Y Y, MAMTIMIN S, ZHAO J C,etal. A revision ofPohliaHedw. (Mielichhoferiaceae, Musci) in Xinjiang, China[J].AridZoneResearch, 2013, 30(3): 505-511.

[41]LIU Y Y, CAO Z, LI L,etal. Three propaguliferous species ofPohlia(Mielichhoferiaceae, Musci) in China[J].JournalofBryology, 2015, 37(2): 120-127.

[42]熊源新. 贵州苔藓植物志 第1卷[M]. 贵阳：贵州科技出版社，2014：359-461.

[43]NADOT S, BITTAR G, CARTER L,etal. A phylogenetic analysis of monocotyledons based on the chloroplast generps4, using parsimony and a new numerical phenetics method[J].MolecularPhylogeneticsandEvolution, 1995, (4): 257-282.

[44]CHIANG T Y, SCHAAL B A, PENG C I. Universal primers for amplification and sequencing a noncoding spacer between theatpB andrbcL genes of chloroplast DNA[J].BotanicalBulletinofAcademiaSinica(Taipei), 1998, 39: 245-250.

[45]TABERLET P, GIELLY L, PAUTOU G,etal. Universal primers for amplification of three non-coding regions of the chloroplast DNA[J].PlantMolecularBiology, 1991, 17 (5): 1 105-1 109.

[46]SHAW A J，COX J C, BOLES S B. Polarity of Peatmoss (Spbagnum) evolution: who says bryophytes have no roots?[J].AmericanJournalofBotany,2003, 90 (12): 1 777-1 787.

[47]THOMPSON J D, GIBSON T J, PLEWNIAK F,etal. The ClustalX windows interface: flexible strategies for multiple sequence alignment aided by quality analysis tools[J].NucleicAcidsResearch, 1997, 24: 4 876-4 882.

[48]TAMURA K, PETERSON D, PETERSON N,etal. MEGA5: molecular evolutionary genetics analysis using maximum likelihood, evolutionary distance, and maximum parsimony methods[J].MolecularBiologyandEvolution, 2011, 28: 2 731-2 739.

[49]黎一苇，于黎，张亚平. 系统发育研究中“长枝吸引”假象概述[J]. 遗传, 2007, 29(6): 659-667.

LI Y W, YU L, ZHANG Y P. “Long-branch Attraction” artifact in phylogenetic reconstruction[J].Hereditas, 2007, 29 (6): 659-667.

[50]SHAW A J. A taxonomic revision of the propaguliferous species ofPohliaHedw. (Musci) in North America[J].JournaloftheHattoriBotanicalLaboratory, 1981, 50: 1-81.

[51]SHAW A J, RAMSAY H P. 2013. Australian Mosses Online. 69. Mielichhoferiaceae:Pohlia[DB/OL]. (2013-5-2)[2016-5-15]. http://www. anbg. gov. au/abrs/Mosses_ online/Mielichhoferiaceae_ Pohlia. pdf.

[52]KNOWLES L L. Estimating species trees: methods of phylogenetic analysis when there is incongruence across genes[J].SystematicBiology, 2009, 58(5): 463-467.

[53]CAO Z, LIU Y Y, ZHAO J C. Efficient discrimination of some moss species by Fourier Transform Infrared Spectroscopy and chemometrics[J],JournalofSpectroscopy, 2014: 1-9.

[54]ANDREWS A L. Bryaceae[M]. // GROUT A J. Moss Flora of North America, North of Mexico Vol. 2[M]. Vermont: Newfane, 1935, 184-242.

[55]OCHI H. A Revision of Mosses of the Bryaceae in Japan and the Adjacent Regions[M]. Tottori: The Biological Institute, Faculty of Liberal Arts, Tottori University, 1959, 1-124.

[56]GUERRA J, JIMéNEZ-MARTíNEZ J F, CANO M J,etal. A contribution to the phylogenetic study of Mielichhoferiaceae-Mniaceae (Bryophyta) based on molecular sequence data[J].NovaHedwigia, 2011, 93(1): 47-56.

[57]SHAW A J, CRUM H. Peristome homology inMielichhoferiaand a taxonomic account of North American species[J].JournaloftheHattoriBotanicalLaboratory, 1984, 57: 363-381.

(编辑:潘新社)

Phylogeny and Classification of the Moss Family Mielichhoferiaceae in China Inferred from Chloroplast DNA Sequences and Morphology

LIU Yongying1,2, NIU Yulu2,3,CAO Zhen2, ZHAO Jiancheng2*

(1 Department of Biology, Jiaozuo Teachers College, Jiaozuo, He’nan 454001, China; 2 College of Life Science, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050024, China; 3 College of Life Science, Hengshui University, Hengshui, Hebei 053000, China)

The paper aims to discuss the relationship betweenMielichhoferiagroup and Bryaceae, to identify morphological synapomorphy betweenMielichhoferiagroup and Mniaceae, to solve the problem of systematic position ofMielichhoferiagroup, to figure out the classification of Mielichhoferiaceae in China. Morphological characters of more than 4 000 specimens of Mielichhoferiaceae and its related groups in China were analyzed. And then, neighbor joining (NJ) and maximum likelihood (ML) tree were built based on combinedtrnG,rps4,trnL-trnF, andatpB-rbcL cpDNA sequences of 40 specimens for 35 species. Combining morphological and molecular data in the analyses showed that: (1) not only wereMielichhoferiagroup and Bryaceae family in the different clades in the molecular tree, but also morphological features, such as the leaf shape, the leaf cells of the two groups were different.Mielichhoferiagroup should be separated from Bryaceae. (2) No morphological synapomorphy can be detected forMielichhoferiagroup and Mniaceae family, although they were in the same clade in the molecular tree. The two groups were not monophyletic. (3) Mielichhoferiaceae is a natural monophyletic group. In Mielichhoferiaceae, the plants are small, stems tend to be much branched than in Bryaceae; leaves arePohlia-like in shape and areolation; gametangia are often produced on lateral branches or the base of stems; peristome is diplolepideous-alternate, often reduced to one layer or rarely absent. (4) There are five genera,Mielichhoferia,Pohlia,Pseudopohlia,SynthetodontiumandEpipterygium, in Mielichhoferiaceae in China, total 32 species and 2 variaties.

Mielichhoferiaceae; Bryaceae; Mniaceae; morphological characters; molecular tree; classification

1000-4025(2016)07-1366-10

10.7606/j.issn.1000-4025.2016.07.1366

2016-05-18;修改稿收到日期:2016-06-27

国家自然科学基金(31370237)；河南省自然科学基金(152300410176)； 河北省自然科学基金(C2016111016)；河南省高等学校重点科研项目(15B180007)

刘永英(1969-)，女，博士，副教授，研究方向为苔藓植物学。E-mail: jzbotany@163.com

赵建成，教授，博士生导师，主要从事苔藓植物学研究。E-mail: zhaojiancheng@hebtu.edu.cn

Q949.35

A