我國粵東沙菜屬(紅藻門 杉藻目)的分類鑒定*

劉金梅, 姜晶晶, 馬鑫, 黃冰心, 楊楠, 劉美媛, 丁蘭平

天津師范大學生命科學學院, 天津動植物抗性重點實驗室, 天津 300387

沙菜屬Hypnea 是廣泛分布在熱帶和亞熱帶海岸潮間帶基質(zhì)上的大型紅藻(Mshigeni et al, 1994; Geraldino et al, 2009; Ding et al, 2013), 其細胞壁含有豐富的K 型卡拉膠成分, 被廣泛應用于食品、化妝品和醫(yī)藥等行業(yè)(Knutsen et al, 1995; Najam et al, 2010), 某些物種還具有殺菌(Devi et al, 2014)、抗炎(Bitencourt et al, 2008)、抗氧化(Ghaderi et al, 2017)、鎮(zhèn)痛(Souza et al, 2019)等作用, 甚至可作為魚類飼料的添加劑(Mohammad et al, 2018)。

沙菜屬由Lamouroux(1813)建立, 模式種為H. musciformis (Wulfen) J. V. Lamouroux, 該屬目前已報道了97 個種(Agardh, 1851; Tanaka, 1941; Geraldino et al, 2009, 2010; Nauer et al, 2014, 2015; de Jesus et al, 2015, 2016), 但僅有61 種得到確認(Guiry, 2020)。其主要特征為: 藻體一般直立或纏結(jié), 圓柱狀或扁圓柱狀, 分枝多, 并被有刺狀小枝, 四分孢子囊生于最末小枝或分枝上, 層形分裂, 囊果球形(Mshigeni, 1978; Womersley, 1994; 夏邦美 等, 1999)。

目前, 國際上沙菜屬的研究工作主要集中在海產(chǎn)栽培(Ganesan et al, 2006)、生理生化(de Faveri et al, 2015; Ribeiro et al, 2017)、物候?qū)W(phenology) (Caires et al, 2013b; de Jesus et al, 2019a)以及卡拉膠的提取工藝(Castelar, 2016)等方面。然而, 在基礎的分類學研究方面還存在許多問題有待解決, 如沙菜屬的生殖結(jié)構特征(Kylin, 1930; Mshigeni, 1976; Vázquez-Delfín et al, 2016)以及準確的物種鑒定標準(Geraldino et al, 2010)。因表型可塑性(Reis et al, 2003)、詳細鑒定特征及地理分布信息的缺乏(Masuda et al, 1997; Nauer et al, 2014), 以及不一致的物種劃分標準(Yamagishi et al, 2000)等, 導致同物異名現(xiàn)象時有發(fā)生(Mshigeni et al, 1994)。我國沙菜屬在分類學方面的研究報道非常少, 僅張峻甫等(1963)、Xia 等(1997)和夏邦美等(1999)報道了8 個種, 丁蘭平等(2015)總結(jié)為15 種, 但后者僅為名錄式報道, 缺乏詳細的特征描述及地理分布等信息。因此, 需要在更廣泛的地域開展專題性研究, 并對物種的劃分標準進行重新界定, 才有可能解決沙菜屬的分類難題(Masuda et al, 1997)。

此外, 近年來國際上在沙菜屬的科級分類系統(tǒng)劃分以及物種的分類地位等方面已經(jīng)有了較大的變動(Saunders et al, 2004; Geraldino et al, 2009; de Jesus et al, 2016)。沙菜科Hypneaceae 藻體一般叢生, 枝呈圓柱狀, 被有疏密不等的刺狀小枝; 藻體內(nèi)部具一中軸, 明顯或不明顯。四分孢子囊生于最末小枝膨大部位的皮層細胞中; 囊果球形, 突出表面。隸屬于該科的物種大多數(shù)分布在熱帶和亞熱帶地區(qū), 然而有學者將其合并到赤葉藻科Cystocloniaceae 中(Saunders et al, 2004; de Jesus et al, 2019a), 由此也引發(fā)了一些爭議(Geraldino et al, 2009; Islam et al, 2010; Tuastumban et al, 2017)。為解決這些問題, 開展更深入的研究, 本文利用形態(tài)學和解剖學方法對采自廣東汕頭沿海的部分樣品進行了分類鑒定, 鑒定結(jié)果將為我國對該水域沙菜屬的分類和物種多樣性的深入了解提供詳細資料。

1 材料與方法

1.1 材料

樣品于2013—2014 年采集于廣東省汕頭沿海, 樣品處理包括液浸標本(4%福爾馬林固定組織)、臘葉標本和干樣品(硅膠中干燥保存), 標本或樣品保存編號不變。處理后形成的標本存放于天津師范大學藻類實驗室。

1.2 實驗方法

1.2.1 外形特征觀察

首先觀察藻體的外觀、質(zhì)地、色澤、主軸和分枝情況, 以及基部和頂端特征等(Tanaka, 1941; Masuda et al, 1997), 然后再對其進行數(shù)據(jù)測量及拍照(NikonSMZ25、Nikon D7000)。

1.2.2 內(nèi)部特征觀察

利用冷凍切片技術(LEICA CM 1860 UV 生物冷凍切片機)對浸制樣品進行切片, 經(jīng)苯胺藍溶液染色, 制成臨時裝片, 放置于正置熒光顯微鏡(LEICA DM5000 B)下觀察, 并進行數(shù)據(jù)測量及拍照。鏡下觀察的內(nèi)部特征主要包括藻體內(nèi)皮層細胞、外皮層細胞和髓部細胞的大小、層數(shù)及排列方式, 以及是否存在髓部細胞鏡狀加厚(Tanaka, 1941; Masuda et al, 1997)等。

1.2.3 生殖特征觀察

生殖特征主要是四分孢子囊的著生位置、外觀、排列方式和直徑大小, 以及囊果的著生位置、形狀和直徑大小等(Tanaka, 1941; Masuda et al, 1997)。

1.2.4 物種鑒定

根據(jù)上述各特征的觀察結(jié)果, 結(jié)合相關文獻和數(shù)據(jù)進行比對, 并鑒定物種。

2 結(jié)果

2.1 密毛沙菜

Hypnea boergesenii Tanaka, 1941: 233-235; 夏邦美 等, 1999: 78; Wai et al, 2009: 11; Islam et al, 2010: 94-94; Kang et al, 2014: 239-241.

特征描述: 藻體紫紅色, 軟骨質(zhì), 叢生, 高6～10cm; 基部具有根狀固著器和盤狀固著器, 整個藻體密被小枝(圖1a、1b、1e); 藻體頂部逐漸尖細, 或眾多小枝密被在頂部, 使其不尖銳(圖1c、1d); 制成的臘葉標本不完全附著于紙上。

藻體主軸橫切面中央具一中軸, 直徑約50～70μm(圖 1f); 外圍為不規(guī)則髓部細胞, 較大, 直徑約為120～135μm, 呈近圓形(圖1g); 內(nèi)皮層細胞為近圓形; 表皮層細胞為卵圓形, 直徑0.8～10μm(圖 1h); 髓部細胞壁上具鏡狀加厚部分(圖1i)。

四分孢子囊枝長0.6～1.25mm, 枝端部尖細或分叉, 有的枝上部可再生四分孢子囊枝, 呈念珠狀; 四分孢子囊著生于小枝基部、中部、上部膨大處皮層細胞上(圖 1j—l), 層形分裂(圖 1m), 長徑約28～40μm, 短徑約17～28.5μm。囊果近球形, 直徑約0.5～0.85mm, 單生或集生(圖1n、1o); 囊果被由2～3層細胞組成, 厚約100μm(圖1p、1r); 果孢子為卵圓形, 徑約18μm(圖1q)。

圖1 密毛沙菜 a. 藻體外觀; b. 藻體基部; c、d: 藻體頂端; e. 盤狀固著器; f. 藻體橫切面; g. 藻體局部橫切面; h. 藻體邊緣細胞; i. 髓細胞壁鏡狀加厚; j—l: 四分孢子囊枝; m. 四分孢子囊; n—o: 囊果; p. 囊果切面觀; q. 果孢子; r. 囊果被局部切面觀 Fig.1 Hypnea boergesenii: (a) habit sketch of the frond; (b) base of the frond; (c～d) upper portion of the branchlets; (e) disk-shaped holdfast; (f) transaction of the frond; (g) transection of part of the frond; (h) cortical cells; (i) lenticular thickening; (j～l) tetrasporangial branchlets; (m) tetrasporangia; (n～o) cystocarp; (p) longitudinal section of the cystocarp; (q) carpospores; (r) longitudinal section of the pericarp

模式標本產(chǎn)地: 中國臺灣。標本采集地: 廣東汕頭。

國內(nèi)分布: 海南、廣東、中國臺灣、浙江。國外分布: 菲律賓、越南、日本。

習性: 生長于低潮帶的巖石上。

研究編號: 20131205009A(囊果株; n=5)、20131205009B(四分孢子囊株; n=7)。

2.2 裸干沙菜

Hypnea chordacea Kützing, 1847: 776; Tanaka, 1941: 230-232; Xia et al, 1997: 197; Yoshida, 1998: 737-740; 夏邦美 等, 1999: 83; Kang et al, 2015: 199-201.

特征描述: 藻體紫紅色, 軟骨質(zhì), 叢生, 直立, 高約4～8cm(圖2a); 近圓柱形, 單條, 叉狀分枝少; 主軸下部常裸露, 藻體中上部被有小枝, 枝端不分叉或分叉(圖2c); 基部具有根狀固著器(圖2b); 制成的臘葉標本不完全附著于紙上。

圖2 裸干沙菜 a. 藻體外觀; b. 基部; c. 藻體頂端; d. 主軸橫切面; e. 藻體局部橫切面; f. 邊緣細胞; g—i: 四分孢子囊枝; j、k: 四分孢子囊局部切面觀; l、m: 囊果外觀; n. 囊果縱切面; o. 囊果被局部切面觀; p. 果孢子 Fig.2 Hypnea chordacea: (a) habit sketch of the frond; (b) base of the frond; (c) upper portion of the branchlets; (d) transection of the frond; (e) transection of part of the frond; (f) cortical cells; (g～i) tetrasporangial branchlets; (j～k) transection of part of tetrasporangia; (l～m) cystocarp; (n) longitudinal section of the cystocarp; (o) longitudinal section of the pericarp; (p) carpospores

藻體主軸橫切面上的中軸由一些近圓形小厚壁細胞組成, 徑約27～62μm; 外圍是由薄壁細胞組成的髓部, 呈不規(guī)則卵圓形或長圓形, 徑約65～110μm; 髓部細胞壁無鏡狀加厚部分(圖2d—f)。

四分孢子囊枝長 0.5～1.8mm, 枝端一般尖細, 偶有分叉(圖2g—i); 四分孢子囊多數(shù)為長卵形, 長徑約30～55μm, 短徑約18～25μm, 層形分裂, 著生于小枝基部或稍上部位的皮層細胞上, 周圍細胞常變態(tài)延長(圖2j、2k)。囊果生于小枝處, 無柄, 近球形(圖2l、2m), 徑約0.3～1.1mm, 囊果被由4～5 層細胞組成, 厚約80～105μm(圖2n、2o)。果孢子呈卵形或近圓形, 徑約20μm(圖 2p)。

模式標本產(chǎn)地: 印度尼西亞。標本采集地: 廣東汕頭。

國內(nèi)分布: 廣東、中國臺灣、福建、浙江。國外分布: 毛里求斯、印度尼西亞、夏威夷、阿曼、日本。

習性: 生長于中潮帶及低潮帶的巖石、基質(zhì)上。

研究標本編號: 20130528005(囊果株; n=5)、20140422024(n=10)、20140516018(n=15)、20140518023 (n=2)、20140518024(n=4)。

2.3 長枝沙菜

Hypnea charoides Lamouroux, 1813: 44; Tanaka, 1941: 243-245; Yoshida, 1998: 738; 夏邦美 等, 1999: 81-83; Yamagishi et al, 2000: 27–35; Geraldino et al, 2009: 606-616.

特征描述: 藻體紫紅色, 亞軟骨質(zhì), 直立, 高約5.5～11cm, 圓柱形; 基部稍有纏結(jié); 有及頂主干, 徑約0.5mm; 分枝細長, 互生(圖3a—c); 主干及分枝上被有刺狀小枝, 無鹿角狀分枝(圖3d)。制成的臘葉標本附著于標本紙上。

藻體橫切面觀中央有一明顯的中軸, 徑約45～60μm; 外圍髓部細胞較大, 徑約60～150μm; 內(nèi)皮層細胞較小, 徑約18～26μm(圖3e); 表皮層細胞呈卵圓形, 徑約8～12μm(圖3f); 髓部細胞壁上有時可見鏡狀加厚部分。

四分孢子囊枝長 0.4～2.5mm, 四分孢子囊長30～52μm, 層形分裂, 著生于小枝基部或中部膨大部位皮層細胞上(圖3g、3h)。

模式標本產(chǎn)地: 澳大利亞。標本采集地: 廣東汕頭。

國內(nèi)分布: 海南、香港、中國臺灣、福建、浙江。國外分布: 新西蘭、澳大利亞、馬達加斯加島、毛里求斯、印度尼西亞、坦桑尼亞、馬來西亞、斯里蘭卡、菲律賓、越南、阿曼、韓國、日本。

習性: 生長于中潮帶的巖石、基質(zhì)上。

研究標本編號: 20131012005(n=14)。

圖3 長枝沙菜 a. 藻體外觀; b、c: 藻體分枝; d. 藻體頂端; e. 藻體橫切面(具鏡狀加厚部分); f. 藻體邊緣細胞; g. 四分孢子囊枝; h. 四分孢子囊 Fig.3 Hypnea charoides: (a) habit sketch of the frond; (b～c) branch of the frond; (d) upper portion of the branchlets; (e) transaction of the frond (with lenticular thickening); (f) cortical cells; (g) tetrasporangial branchlets; (h) tetrasporangia

2.4 凍沙菜

Hypnea japonica Tanaka, 1941: 236-238; 張峻甫 等, 1963: 35-45; 夏邦美 等, 1999: 85-87; Yoshida, 1998: 739, 742; Wai et al, 2009: 12; Tanaka et al, 2011: 593-598.

特征描述: 藻體鮮紅色或紅褐色, 軟骨質(zhì), 高5～10cm; 基部具根狀固著器, 不規(guī)則羽狀分枝, 互 生; 及頂主干不明顯(圖4a、4b、4d); 分枝和小枝頂部形成鉤狀膨大部分, 纏結(jié)在其他藻體上(圖4c、4e、4f)。制成的臘葉標本不完全附著于紙上。

圖4 凍沙菜 a、b: 藻體外觀; c. 藻體纏結(jié); d. 藻體分枝; e、f: 鉤狀部分; g. 藻體橫切面(具鏡狀加厚部分); h. 細胞壁鏡狀加厚部分(箭頭所標處); i. 邊緣細胞; j、k: 四分孢子囊枝; l. 四分孢子囊 Fig.4 Hypnea japonica: (a～b) habit sketch of the frond; (c) entanglement of the frond; (e～f) hooks of the frond; (g) transaction of the frond; (h) lenticular thickening; (i) cortical cells; (j～k) tetrasporangial branchlets; (l) tetrasporangia

藻體內(nèi)部橫切面的中央具一中軸細胞, 近圓形, 徑約25μm, 但此特征在較老的細胞中不明顯; 外圍由較大的薄壁細胞組成髓部, 呈長卵圓形, 徑約 70～80μm(圖4g)。內(nèi)皮層細胞為長圓形或近圓形; 表皮層細胞呈長卵形, 較小, 長 12～18.2μm, 寬4.5～7μm(圖4i)。藻體髓層細胞壁大多數(shù)具有鏡狀加厚部分(圖4h)。

四分孢子囊枝長1～2mm, 枝端尖細或枝端延長后可再生四分孢子囊枝, 呈念珠狀, 易折斷(圖4j、4k); 四分孢子囊為長卵形, 長徑約40～85μm, 短徑約20～40μm, 層形分裂(圖4l), 著生于小枝基部膨大部位的皮層細胞上。

模式標本產(chǎn)地: 日本。標本采集地: 廣東汕頭。

國內(nèi)分布: 海南、廣東、香港、福建、中國臺灣。國外分布: 印度尼西亞、菲律賓、越南、韓國、日本、俄羅斯。

習性: 可纏結(jié)在其他海藻上生長, 或生長于潮下帶或低潮帶的巖石、珊瑚礁上。

研究標本編號: 20130528001(四分孢子囊植株; n=8)、20140518012(n=4)。

3 討論

沙菜屬的科級分類系統(tǒng)存在爭議, 涉及沙菜科Hypneaceae 和赤葉藻科Cystocloniaceae。其中, 赤葉藻科由Kützing 于1843 年建立(Kützing, 1843), 沙菜科由J. Agardh 于1851 年建立(Agardh, 1851)。然而, 這兩個科的特征存在交叉現(xiàn)象, 尤其是在沙菜科的物種與赤葉藻科的 Calliblepharis 屬之間。 Kylin(1930)最早基于沙菜屬和Calliblepharis 屬的果孢系結(jié)構(procarp structure)將它們歸入沙菜科; 之后又基于果孢子囊的差異(沙菜屬為單果孢子囊, 而Calliblepharis 屬為鏈狀果孢子囊)將它們區(qū)分開, 且沙菜屬在產(chǎn)孢絲和囊果被之間具有許多吸收絲, 而Calliblepharis 則不存在這樣的吸收絲(Kylin, 1932)。盡管它們之間在營養(yǎng)特征上具有許多相同之處, 但Kylin(1932)仍將Calliblepharis 歸入赤葉藻科, 僅保留沙菜屬在沙菜科中。近年來以分子鑒定為基礎的研究認為, 沙菜屬為單系類群(Monophyly, 也稱單系群, 指包含一個共同祖先和其所有后代的群體)(Geraldino et al, 2010; Nauer et al, 2014, 2015; de Jesus et al, 2015, 2016, 2019b)。也有學者基于SSU(small subunit ribosomal DNA)序列分析了部分杉藻目物種, 認為沙菜科與赤葉藻科應合并為赤葉藻科(Saunders et al, 2004), 但僅選取了沙菜科沙菜屬的Hypnea charoides 和 H. ramentacea 兩個物種(非沙菜屬的模式物種), 其代表性明顯不足。此外, 沙菜科和赤葉藻科的卡拉膠組分不同, 前者主要含K 型卡拉膠, 而后者主要含Ι 型卡拉膠(Chiovitti et al 1998), 但這兩類卡拉膠在某些杉藻目物種中能共同存在(Knutsen et al 1995)。即使有部分學者認同將沙菜科合并到赤葉藻科, 但仍有許多學者沿用沙菜科作為獨立的科, 沙菜屬就包含其中(Geraldino et al, 2009; Islam et al, 2010; Miguel et al, 2014; 丁蘭平 等, 2015; Tuastumban et al, 2017)。雖然目前分子數(shù)據(jù)在分類學研究中起到了至關重要的作用, 但生殖結(jié)構仍然是區(qū)分許多屬(杉藻目)的重要鑒定依據(jù)(Yang et al, 2015, 2016; Won et al, 2016)。因此, 本文仍然沿用沙菜屬為沙菜科的觀點。

密毛沙菜H. boergesenii 最早是基于中國臺灣的標本命名的(Tanaka, 1941), 之后也被一些學者報道過(Shin et al, 1994; 夏邦美 等, 1999; Islam et al, 2010; Kang et al, 2014)。其藻體一般具有及頂主軸, 整體為密被小枝, 髓部細胞壁上具鏡狀加厚特征(Tanaka, 1941; 夏邦美 等, 1999; Islam et al, 2010; Kang et al, 2014)。本文研究的樣品(編號: 20131205009A、20131205009B)具有明顯的主軸, 眾多小枝密被于藻體上, 在藻體橫切面可明顯觀察到髓部細胞壁上的鏡狀加厚, 這些特征與其他文獻(Tanaka, 1941; 夏邦美 等, 1999; Islam et al, 2010; Kang et al, 2014)描述的密毛沙菜相一致。據(jù)Kang等(2014)的報道, 密毛沙菜的分枝基部具收縊現(xiàn)象, 但這一特征在其他相關文獻(Tanaka, 1941; 夏邦美 等, 1999; Islam et al, 2010)中未見報道, 本文的樣品也未觀察到分枝基部有收縊現(xiàn)象。另外, 編號為20131205009A(囊果株)的藻體枝端由于產(chǎn)生眾多密被小枝而不尖細(圖1c); 四分孢子囊枝端部具分叉和三分叉, 部分四分孢子囊枝的枝端可再衍生出四分孢子囊枝(圖1l), 這些特征在過去的研究中均未見報道。

目前在國際上, 對于密毛沙菜是否為獨立種還存在著爭議。它與粗糙沙菜H. aspera、鹿角沙菜H. cervicornis 和易曲沙菜H. flexicaulis 等相似, 這幾個種在我國也有報道(丁蘭平 等, 2015)。粗糙沙菜由Kützing 于1868 年建立(Kützing, 1868), 模式產(chǎn)地為南太平洋的新喀里多尼亞。有學者檢查了粗糙沙菜的正模標本(L 941, 97-186/barcode L 0055947)碎片, 發(fā)現(xiàn)其藻體上密被小枝, 這與密毛沙菜的特征極其相似, 故認為密毛沙菜是粗糙沙菜的同物異名(Millar et al, 2005), 部分學者也支持這種觀點(Payri, 2007; Islam et al, 2010; Nauer et al, 2014)。易曲沙菜是根據(jù)日本樣品命名的, 其藻體的及頂主軸不明顯, 且彎曲, 分枝角度可達150°, 上部分枝呈鹿角狀, 髓部細胞壁未見鏡狀加厚(Yamagishi et al, 2000; Wolf et al, 2011)。密毛沙菜與易曲沙菜的不同之處在于前者沒有彎曲的主軸和鹿角狀分枝, 分枝角度小, 且髓部細胞壁上具有鏡狀加厚(Tanaka, 1941; 夏邦美 等, 1999; Islam et al, 2010; Kang et al, 2014), 但基于rbcL 的分子系統(tǒng)發(fā)育分析顯示兩者關系密切(Geraldino et al, 2006)。自2003 年以來, 國際上在涉及粗糙沙菜 H. a s p e r a、密毛沙菜H.boergesenii、鹿角沙菜cervicornis 和易曲沙菜H. flexicaulis 的鑒定方面開展了比較豐富的分子系統(tǒng)發(fā)育分析研究, 利用了rbcL(ribulose-1, 5-bisphosphate carboxylase/oxgenase gene)、COI(cytochrome c oxidase subunit I)和UPA(universal plastid amplicon)等3 個分子序列數(shù)據(jù)(Hommersand et al, 2003; Geraldino et al, 2006, 2009, 2010; Nauer et al, 2014, 2015; de Jesus et al, 2015), 有的學者甚至運用了6 種統(tǒng)計及2 種物種假設方法, 構建了多種類型的系統(tǒng)進化樹, 試圖探討這幾個物種間的親緣關系(de Jesus et al, 2016)。綜合相關研究的分子分析結(jié)果, 這幾個物種間或多或少地存在著親緣關系, 而不同學者和不同方法所得結(jié)果不一致, 甚至存在矛盾的情況。因此, 有學者認為精確的物種界定結(jié)果還需要采用足夠多的樣本和開展不同的分子標記分析(de Jesus et al, 2016)。密毛沙菜在形態(tài)上與鹿角沙菜和易曲沙菜均具有較大的差異(見表1)。盡管粗糙沙菜與密毛沙菜在形態(tài)上差異不大, 但它們的地理分布隔離比較明顯, 密毛沙菜主分布于北半球的西北太平洋和印度洋, 而粗糙沙菜則主要分布于南太平洋, 因此也有學者仍視密毛沙菜為獨立物種(Kang et al, 2014)。鑒于其分布的生物地理學及形態(tài)特征, 本文暫且沿用密毛沙菜為獨立種的觀點。

表1 密毛沙菜、鹿角沙菜、易曲沙菜和粗糙沙菜的特征比較 Tab. 1 Comparison of H. boergesenii, H. cervicornis, H. flexicaulis, and H. aspera

裸干沙菜H. chordacea 由Kützing 建立(Kützing, 1847), 主要分布在東亞沿海地區(qū), 如中國、日本等。該種在國內(nèi)外均較少報道, 其藻體主軸中下部一般裸露, 中軸由許多小厚壁細胞組成, 髓部細胞壁上不具有鏡狀加厚現(xiàn)象(Xia et al, 1997; Yoshida, 1998; 夏邦美 等, 1999; Kang et al, 2015)。本文樣本(編號: 20130528005 、 20140422024 、 20140516018 、20140518023、20140518024)的藻體主軸下部少有小枝, 甚至裸露, 藻體橫切面由許多小的厚壁細胞組成中軸, 髓部細胞壁未見鏡狀加厚情況, 且囊果近球形, 果被4～5 層。其藻體的內(nèi)、外部特征與大多數(shù)學者對裸干沙菜的描述一致(夏邦美 等, 1999)。但Kang 等(2015)所報道的裸干沙菜的外部形態(tài)與大多數(shù)學者報道的相差較大, 其藻體的分枝程度和小枝的豐富程度均較多, 這種形態(tài)上的差異可能是表型可塑性導致的。

長枝沙菜H. charoides 是Lamouroux(1813)最初建立沙菜屬的5 個新種之一, 模式產(chǎn)地為澳大利亞。除澳大利亞外, 該種在韓國(Shin et al, 1994)、日本(Yamagishi et al, 2000)、中國(Xia et al, 1997)和馬來西亞(Tani et al, 2003)等地也有報道。其藻體具及頂主軸, 分枝互生, 無鹿角狀分枝, 小枝向主軸內(nèi)彎曲, 之后筆直生長(Womersley, 1994; Yamagishi et al, 2000; Geraldino et al, 2006)。本文的樣品(編號: 20131012005)藻體具明顯的主軸, 分枝互生, 無鹿角狀, 小枝細而長, 筆直生長, 這些特征與前人報道中描述的長枝沙菜一致。長枝沙菜和H. valentiae 在形態(tài)學上比較相似, 較難區(qū)分, 有學者將它們稱為“Hypnea charoides-valentiae complex” (Lewmanomont, 1997; Yamagishi et al, 2000)。但根據(jù)藻體的分枝角度、主軸的明顯程度等特征, 仍可將兩者區(qū)分開來(Yamagishi et al, 2000 )。長枝沙菜的分枝角度小于H. valentiae, 且小于90°, 具有明顯的主軸, 沒有鹿角狀分枝(Yamagishi et al, 2000)。在一些涉及分子系統(tǒng)發(fā)育分析的研究報道中, 它們的遺傳距離相對較遠(Sargazi et al, 2018; Kang et al, 2018)。有學者認為長枝沙菜(Yamagishi et al, 2000)的生境和形態(tài)特征與亞洲沙菜H. asiatica 大致吻合, 應該合并為亞洲沙菜(Geraldino et al, 2009)。此外, 也有學者基于形態(tài)特征和cox1 單倍型簡約網(wǎng)絡分析, 認為長枝沙菜只分布于澳大利亞南部地區(qū), 而不分布在西北太平洋的海藻區(qū)系中(Geraldino et al, 2009), 但事實上非洲也曾有報道(Silva et al, 1996)?？偟膩碚f, 長枝沙菜是一個分類較為混亂的物種, 其分類地位的確定仍需要更多的證據(jù)加以驗證。鑒于本文所研究樣品(編號: 20131012005)的形態(tài)特征及內(nèi)部結(jié)構(圖3)與大多數(shù)文獻中的長枝沙菜描述大體一致, 故暫命名其為長枝沙菜H. charoides。

凍沙菜由Tanaka建立, 模式產(chǎn)地為日本(Tanaka, 1941)。其頂端形成彎曲的鉤狀結(jié)構, 髓部細胞壁具鏡狀加厚部分(Tanaka, 1941; 夏邦美 等, 1999; Yoshida, 1998)。最初凍沙菜和鉤沙菜被認為是近緣物種(Tanaka, 1941), 但后來發(fā)現(xiàn)兩者的四分孢子囊著生部位不同, 鉤沙菜四分孢子囊一般著生在孢囊枝的中部或上部, 而凍沙菜則以著生于囊枝下部為主或稍向上延伸至中部(張峻甫 等, 1963)。本文研究的凍沙菜樣品(編號: 20130528001)的四分孢子囊普遍著生于小枝基部, 與其他文獻記錄相符。據(jù)張峻甫等(1963)的報道, 凍沙菜的四分孢子囊見于4—11 月, 也有學者認為四分孢子囊出現(xiàn)的時間為6—7月, 水溫為24～26℃(Tanaka et al, 2011)。本文的四分孢子囊植株采集于5 月末, 此時廣東汕頭沿岸的平均水溫約為 25.6 ℃(http://www.tianqihoubao. com/lishi/shantou/month/201305.html), 與其他文獻對凍沙菜四分孢子囊的記錄大致相符。但本文樣品的四分孢子囊枝頂端可再延生出四分孢子囊枝(圖4j), 總體長度可達2mm, 這是其他文獻中沒有提及的現(xiàn)象?？偟膩碚f, 本文所研究的凍沙菜樣品(編號: 20130528001、20140518012)的內(nèi)、外部形態(tài)特征和四分孢子囊與其他文獻中的凍沙菜描述基本一致, 故命名其為凍沙菜H. japonica。

4 沙菜屬分種檢索表(部分)

檢索表是一種為了區(qū)分物種而編制的表, 廣泛應用于各分類階元的鑒定。本文通過對沙菜屬內(nèi)的相關物種(密毛沙菜、長枝沙菜、裸干沙菜、凍沙菜)的分類鑒定研究, 認為物種藻體的主軸、小枝形狀、枝端形狀、四分孢子囊的著生部位和囊果這5 個特征對該屬的分類鑒定具有較大價值。但由于沙菜屬物種較多, 并且該屬是個分類混亂的屬, 因此本文只針對研究中的物種編制了相應的檢索表, 詳細編寫如下:

1. 藻體主軸中下部常裸露, 分枝及小枝集中著生于上部.......................................裸干沙菜 H. chordacea

1. 藻體主軸各部位均著生有分枝或小枝................2

2. 枝端彎曲膨大成鉤狀.....凍沙菜 H. japonica

2. 枝端伸直、不彎曲.......................................3

3. 四分孢子囊著生于小枝基部和中部 ...........................................長枝沙菜 H. charoides

3. 四分孢子囊著生于小枝基部、中部和上部 ........................................密毛沙菜 H. boergesenii