中国新记录种Terniopsis chanthaburiensis（河苔草科）的发现及其完整质体基因组解析

《Nordic Journal of Botany》：Terniopsis chanthaburiensis (Podostemaceae), a new record for China and its complete plastid genome

本研究首次报道河苔草科Terniopsis属植物Terniopsis chanthaburiensis在中国海南岛的新分布记录，通过形态学与分子系统学（ITS/matK基因及完整质体基因组）证据确认其分类地位。研究成功组装了该物种130,529 bp的质体基因组（具典型四分体结构），揭示其与T. yongtaiensis和T. heterostaminata构成姐妹群（PP=1.00, BS=100）。该发现为探讨河苔草科植物的生物地理格局与物种演化提供了关键基因组数据。

　　

Abstract

Terniopsis属植物长期以来缺乏系统研究，多数物种分类地位未明。本研究基于形态特征首次报道Terniopsis chanthaburiensis为中国新记录种，并利用基因组浅层测序数据组装注释其叶绿体基因组。基于matK和ITS基因构建的最大似然树显示样本jflcz20230309与T. chanthaburiensis（LC625800, LC384161等）聚为一支，验证了形态鉴定结果。该物种质体基因组全长130,529 bp，具典型四分体结构，含105个独特基因（73个蛋白编码基因、28个tRNA、4个rRNA）。质体基因组系统发育分析表明，采自海南尖峰岭的T. chanthaburiensis（采集号jflcz20230309）与T. yongtaiensis和T. heterostaminata构成高支持率的姐妹群（PP=1.00, BS=100）。本发现为河苔草科生物地理格局与物种演化研究奠定基础。

Introduction

河苔草科（Podostemaceae）是金藻门被子植物中特化的水生类群，全球热带-亚热带湿地分布。该科植物形态独特（似苔藓/藻类/地衣），旱季在岩石表面开花结果，种子通过风、鸟和水传播。中国现有5属16种，其中Terniopsis属含5种（T. sessilis、T. daoyinensis等）。2023年海南尖峰岭热带雨林国家公园发现未记录种，经鉴定为T. chanthaburiensis，系中国首次报道。

Material and methods

样本采自海南尖峰岭国家公园岩石表面，凭证标本存于中国科学院成都生物研究所标本馆（CDBI）。利用体视显微镜（LEICA M125）记录根、叶、花等形态特征。使用植物DNA提取试剂盒（天根）获取基因组DNA，Illumina Novaseq 6000平台测序。质体基因组通过NOVOPlasty（v2.7.1）以T. yongtaiensis（OM717943）为参考组装，PGA注释后手动校正。基于matK、nrITS和完整质体基因组数据，采用IQ-TREE（ML）和MrBayes（BI）构建系统发育树。

Results

中国新记录种

T. chanthaburiensis在海南尖峰镇干涸池塘岩石表面被发现（图1D），目前仅知单一居群。

形态特征

根带状扁平，分枝多（图1B-C）；叶椭圆形或披针形（图1E）；花两性，具2枚盔状苞片（图2C），花被3深裂（图2B），雄蕊2枚（图2D），子房3室，柱头3个（图2A）。

系统发育分析

ITS与matK基因树均显示海南样本与T. chanthaburiensis聚支（PP=1.00, BS=99.8）（图3）；质体基因组系统树进一步支持其与T. yongtaiensis、T. heterostaminata构成姐妹群（图4）。

质体基因组特征

基因组130,529 bp，LSC区79,606 bp，SSC区12,325 bp，IR区各19,299 bp（图5）。含16个IR区重复基因（如ndhB、rRNA基因等），基因总数105个。

Discussion

分子与形态数据共同证实海南种群为T. chanthaburiensis。其与T. yongtaiensis等种的遗传分化反映了生态地理隔离驱动的独立演化。质体基因组结构保守，为比较基因组研究提供基础。雄蕊数目（1-4枚）在属内存在变异，值得深入探究。

Conclusion

本研究首次明确T. chanthaburiensis在中国分布，解析其质体基因组特征。该物种目前仅见于受水源分流威胁的栖息地，根据IUCN标准评估为濒危（EN），建议加强对河苔草科植物的流域保护。

Key to Chinese Terniopsis species

1. 1.
   雄蕊长度≥子房2倍 → T. daoyinensis
2. 2.
   柱头≤0.2 mm → T. sessilis
3. 3.
   柱头丝状深裂 → T. filiformis
4. 4.
   花梗3-14 mm → T. chanthaburiensis
5. 5.
   花梗<3 mm，花枝2-4条 → T. heterostaminata；花枝1条 → T. yongtaiensis

（注：全文内容严格依据原文数据，未添加文献引用标识及图示标注）