地衣分类学与系统学PPT优秀课件

1、1 一、地衣分类学的发展简史一、地衣分类学的发展简史 二、分子系统学的兴起二、分子系统学的兴起 三、地衣的主要分类群三、地衣的主要分类群 2 系统学（系统学（systematics）是研究和识别客观事物系统）是研究和识别客观事物系统 规律的科学。规律的科学。 其最终目标是研究和识别客观事物的顺序及其内其最终目标是研究和识别客观事物的顺序及其内 在联系和各种自然关系。在联系和各种自然关系。 而在生物学中，系统学是在进化理论指导下通过而在生物学中，系统学是在进化理论指导下通过 分类学的基本工作，研究生物系统发生，推断生分类学的基本工作，研究生物系统发生，推断生 物进化谱系的专门学科。物进化谱系的专

2、门学科。 “2000年系统学议程年系统学议程”认为系统学是生物学的一认为系统学是生物学的一 个分支学科，是建立在分类学（发现、描述和划个分支学科，是建立在分类学（发现、描述和划 分物种种类的科学）、系统发育分析（发育物种分物种种类的科学）、系统发育分析（发育物种 类群间的进化关系）和分类（按照进化关系将物类群间的进化关系）和分类（按照进化关系将物 种归类）等三项工作之上的科学。种归类）等三项工作之上的科学。 3 分类学（分类学（taxonomy）是指按照生物的表型特征、）是指按照生物的表型特征、 遗传性以及亲缘关系和进化规律等进行分类研究，遗传性以及亲缘关系和进化规律等进行分类研究， 将不同生

3、物个体排列成条理清楚的各种分类单元将不同生物个体排列成条理清楚的各种分类单元 或分类群的科学。或分类群的科学。 分类学的具体任务有三，即分类学的具体任务有三，即: (1)分类（分类（classification） (2)鉴定（鉴定（identification） (3)命名（命名（nomenclature）。）。 分类是一项宏观的战略性工作，鉴定是一项微观分类是一项宏观的战略性工作，鉴定是一项微观 的战术性工作，而命名则是一项创新的开拓性工的战术性工作，而命名则是一项创新的开拓性工 作。作。 4 一、地衣分类学的发展简史一、地衣分类学的发展简史 地衣分类学与系统学的研究从历史角度可以划分为地衣

4、分类学与系统学的研究从历史角度可以划分为6 6个时个时 期，它们是宏观形态学时期、微观形态学时期、经典化期，它们是宏观形态学时期、微观形态学时期、经典化 学时期及现代化学时期、形态地理化学时期以及表型、学时期及现代化学时期、形态地理化学时期以及表型、 基因型相结合的生物学物种时期。基因型相结合的生物学物种时期。 5 1、宏观形态认识阶段 （1753-1850年） 地衣被视为单一的绿色植物。地衣被视为单一的绿色植物。 LinneLinne（17531753）植物种志中，将植物种志中，将8080种地衣作为一个属种地衣作为一个属 Lichen Lichen 与藻类苔藓视为一体置于藻目中。与藻类苔藓视

5、为一体置于藻目中。 E. Acharius (1803) E. Acharius (1803) 描述描述3939个地衣属，其中有个地衣属，其中有2121个属沿个属沿 用至今。用至今。 地衣的分类是依据地衣体和子囊盘的外部形态特征。地衣的分类是依据地衣体和子囊盘的外部形态特征。 6 2、微观形态学阶段（19世纪中叶 -20世纪中叶） 认识到地衣并不是以类单一的绿色植物，而是由真菌与藻 类组成的复合体即地衣的二元性。Schwendener(1867)。 芬兰的Vainio (1890)并将地衣置于子囊植物门。 A. Zahlbruchner (1922-1934) 发表了“世界地衣总汇”。 马萨隆

6、哥（Massaiongo，1852）将与有性繁殖有关的器官特 征置于地衣分类学研究的首位，即按重要性顺序将特征列 为孢子（颜色、隔膜及数量）、子囊及侧丝、子实下层、 果壳及地衣体特征。 7 3. 化学显色法时期化学显色法时期 19世纪世纪60年代，尼兰德开创了化学显色法在地衣分类年代，尼兰德开创了化学显色法在地衣分类 鉴定中的应用。鉴定中的应用。I、C、K的颜色反应。的颜色反应。 此后此后Leighton(1866，1867)又发现了又发现了KC颜色反应法。颜色反应法。 化学显色反应法迄今仍在地衣分类鉴定中延用不衰。化学显色反应法迄今仍在地衣分类鉴定中延用不衰。 除了化学显色法以外，地衣体解剖

7、学特征也受到极大除了化学显色法以外，地衣体解剖学特征也受到极大 重视。重视。 8 4. 4. 化学重结晶法时期化学重结晶法时期 在多年研究的基础上，德国的在多年研究的基础上，德国的ZopfZopf（19071907）发表了地衣化发表了地衣化 学名著，其中描述了当时几乎全部已知的和许多新发现的学名著，其中描述了当时几乎全部已知的和许多新发现的 地衣化学物质共地衣化学物质共150150多种。多种。 朝比奈泰彦（朝比奈泰彦（AsahinaAsahina，1936193619401940）还开创了地衣微量还开创了地衣微量 化学重结晶法（简称化学重结晶法（简称MCTMCT）在地衣分类鉴定中的有效应用，在

8、地衣分类鉴定中的有效应用， 从而使地衣化学分类在精确性和灵敏度上跃入现代科学水从而使地衣化学分类在精确性和灵敏度上跃入现代科学水 平。平。 在这一时期，朝比奈泰彦还为化学显色法增加了对苯二胺在这一时期，朝比奈泰彦还为化学显色法增加了对苯二胺 ( (简写为简写为P P或或PD)PD)这一重要试剂。这一重要试剂。 9 5. 5. 形态形态- -地理地理- -化学综合时期化学综合时期 2020世纪下半叶以来，地衣分类研究领域进入了一个突飞世纪下半叶以来，地衣分类研究领域进入了一个突飞 猛进的时期。这一时期的特点是在化学分类方法中成功猛进的时期。这一时期的特点是在化学分类方法中成功 地引进了更加灵敏而

9、又简便易行的薄层色谱法（地引进了更加灵敏而又简便易行的薄层色谱法（TLCTLC）。）。 此外，扫描电子显微镜此外，扫描电子显微镜( (SEM)SEM)的出现以及生物地理学方法的出现以及生物地理学方法 在地衣分类研究中的应用使地衣分类学进入了形态在地衣分类研究中的应用使地衣分类学进入了形态- -地理地理 - -化学综合时期。化学综合时期。 10 6. 6. 表型与基因型相结合阶段表型与基因型相结合阶段 在以表型性状分析为基础的地衣分类学中，在以表型性状分析为基础的地衣分类学中，形态形态-地理地理-化化 学综合法学综合法并结合并结合地衣分子系统学方法地衣分子系统学方法。是现代地衣系统学。是现代地衣

10、系统学 中表型与基因型相结合的生物学物种的研究方法。中表型与基因型相结合的生物学物种的研究方法。 举例：牛皮叶属的杜氏牛皮叶和金丝雀牛皮叶。 举例：假杯点属的穆氏假杯点衣和红绿假杯点衣。 基于DNA的限制性多态分析结果表明，上述形态近似而共 生光合生物不同的两对种的共生真菌之间不存在种级差异。 这说明仅仅根据不同的共生光合生物作为不同种的依据是 难以成立的。 11 二、分子系统学的应用二、分子系统学的应用 生物物种多样性的物质基础是物种各自所固有的基 因库。每一个物种的基因库负载着各自物种生物学 特性的全部遗传信息。这些信息则包含在它们各自 之中。 每一种生物都具有各自不同的DNA碱基序列。地

11、衣 分子系统学的研究对象是地衣型真菌的DNA及其碱 基序列。 12 使用核糖体使用核糖体DNA（rDNA）作为分析研究材料的原因：作为分析研究材料的原因： 1）核糖体普遍存在于所有原核与真核细胞中。它不仅存在）核糖体普遍存在于所有原核与真核细胞中。它不仅存在 于细胞核中，而且真核生物的线粒体和叶绿体也都含有于细胞核中，而且真核生物的线粒体和叶绿体也都含有 各自独立的核糖体。各自独立的核糖体。 2）从生物学功能角度上看，核糖体是细胞中蛋白质的合成）从生物学功能角度上看，核糖体是细胞中蛋白质的合成 场所，与细胞的生长、代谢和繁殖有密切关系。场所，与细胞的生长、代谢和繁殖有密切关系。 3）核糖体）核

12、糖体DNA碱基序列包含着足够的遗传信息以利于生物碱基序列包含着足够的遗传信息以利于生物 演化系统学分析演化系统学分析。 4）而且，不同的生物细胞中核糖体的组分也被人们阐明得）而且，不同的生物细胞中核糖体的组分也被人们阐明得 较多；用于较多；用于PCR扩增引物碱基顺序的资料也比较丰富，扩增引物碱基顺序的资料也比较丰富， 便于选用。便于选用。 13 获取地衣型真菌核糖体小亚基DNA序列（16s类rDNA）进行 系统学分析，有5种方法可供选用。【见讲义】 从少量生物材料中提取的DNA，通过PCR技术进行体外扩增 所获得的PCR产物，可以用于DNA序列的系统学比较分析。 分子系统学分析的方法：DNA-

13、DNA杂交、DNA指纹法 （DNA finger printing）、限制性酶切片段多态(RFLPs)分析、 随机扩增法（RADP-PCR）以及直接测序法等。上述方法中 最直接而精确的方法要算是直接测序法。对于DNA特定片 段的直接测序可以通过DNA序列自动测定仪，也可通过人 工进行测定，甚至还可通过PCR技术进行序列测定。 14 三、地衣的主要分类群三、地衣的主要分类群 现代地衣的分类依据：形态学、化学、现代地衣的分类依据：形态学、化学、 地理学、生态学等。地理学、生态学等。 形态学特征形态学特征则侧重于由子囊所衍生而来的特征则侧重于由子囊所衍生而来的特征，主要主要 是子囊顶部结构及其开裂方

14、式等。此外是子囊顶部结构及其开裂方式等。此外，还有从子囊还有从子囊 器及其孢子的个体发育中衍生而来的特征。无性阶段器及其孢子的个体发育中衍生而来的特征。无性阶段 的分生的分生孢子孢子器的特征及营养体的结构。器的特征及营养体的结构。 15 主要分类群：主要分类群： 子囊菌门：子囊菌门： 子囊缝沟型（子囊缝沟型（8 8目）目） 子囊茶渍型（子囊茶渍型（3 3目）目） 子囊功能单壁型（子囊功能单壁型（7 7目）目） 担子菌门：约担子菌门：约5050种，分散于各目中种，分散于各目中 不完全地衣，分类地位未定不完全地衣，分类地位未定 16 （一）子囊菌门（一）子囊菌门 1. 1. 子囊缝沟型子囊缝沟型

15、（1 1）斑衣目）斑衣目 （ArthonialesArthoniales） （2 2）孔文衣目（孔文衣目（OpegraphalesOpegraphales） （3 3）缝囊盘目（）缝囊盘目（GomphillalesGomphillales） （4 4）胶皿菌目（）胶皿菌目（Lecanidiales=PatellarialesLecanidiales=Patellariales） （5 5）瓶口衣目）瓶口衣目（VerrucarialesVerrucariales） （6 6）小核衣目（小核衣目（PyrenulalesPyrenulales） （7 7）座囊菌目（）座囊菌目（Dothideales

16、Dothideales） （8 8）地卷衣目（地卷衣目（PeltigeralesPeltigerales） 17 肺衣肺衣(Lobaria linita) 地卷衣目（地卷衣目（PeltigeralesPeltigerales） 犬地卷犬地卷 Peltigera canina 18 2. 2. 子襄为茶子襄为茶渍渍型型 （9 9） 茶渍目（茶渍目（LecanoraLecanoraleles s） （1010）鸡皮衣目鸡皮衣目( (Pertusariales)Pertusariales) （1111）黄黄枝枝衣目衣目( (Teloschistales) Teloschistales) 19 胶衣胶

17、衣 (Collema coccophorum) 茶渍目（茶渍目（LecanoraLecanoraleles s） 中华大叶梅中华大叶梅 Parmotrema chinense 槽梅衣槽梅衣 Parmelia sulcata 20 长松萝长松萝(Usnea longissima) 撕裂树花撕裂树花 Ramalina dilacerata 袋衣袋衣 Hypogymnia physodes 扁枝衣扁枝衣(Evernia prunastri) 21 菊花石蕊菊花石蕊 Cladonia bellidiflora 鳞石蕊鳞石蕊 Cladonia squamosa 珊瑚枝属珊瑚枝属 Stereocaulon

18、 sp. 22 黄绿地图衣黄绿地图衣 (Rhizocarpon geographicum) 美味石耳美味石耳 (Umbilicaria esculenta) 23 鸡皮衣目鸡皮衣目( (Pertusariales)Pertusariales) 莲座肉疣衣 Ochrolechia rosella 鸡皮衣属鸡皮衣属 Pertusaria sp. 24 黄黄枝枝衣目衣目( (Teloschistales)Teloschistales) 石黄衣石黄衣 Xanthotia parietina 多果石黄衣多果石黄衣 Xanthoria polycarpa 25 3.3.子囊为功能单壁型子囊为功能单壁型 （

19、1212）凹盘衣目）凹盘衣目( (Gyalectales) Gyalectales) （1313）厚顶盘目厚顶盘目( (Ostropales) Ostropales) （1414）粉衣目粉衣目 ( (Caliciales)Caliciales) （1515）柔膜菌目柔膜菌目( (Helotiales) Helotiales) （1616）盘菌目）盘菌目 ( (Pezizales) Pezizales) （1717）文字衣目）文字衣目( (Graphidales)Graphidales) （1818）球壳目）球壳目 ( (Sphaeriales) Sphaeriales) 26 文字衣目文字衣目( (Graphidales)Graphidales) 文字衣文字衣科科(Graphidaceae sp.)(Graphidaceae sp.) 27 （二）担子菌门（二）担子菌门 属于担子菌的地衣型真菌约属于担子菌的地衣型真菌约5050种，它们分别隶种，它们分别隶 属于属于： 白白蘑目蘑目( (TricholorTricholorm