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第伍章、分子譜系關係

蛇菰屬內分子譜系關係最早是由 Su et al.於 2012 年以 18S rRNA 與 nrITS 片 段建構蛇菰屬植物分子譜系樹 (圖 2),但該研究乃針對 B. laxiflora 以及其近緣種 之 B. yakushimensis 及 B. japonica 為主。本研究藉分子資料建立三藥蛇菰亞屬植 物內分子譜系關係,以期解決 B. harlandii 族群變異過大是否有隱藏種的問題,

以及探討過往杯莖蛇菰、川藏蛇菰及筒鞘蛇菰分類處理是否合宜。本研究分別建 構蛇菰屬、蛇菰屬蛇菰亞屬以及蛇菰屬三藥蛇菰亞屬類群之分子譜系樹。筆者於 序列排序時,若於蛇菰屬譜系分析加入蛇菰亞屬之 B. abbreviata、B. latisepala、

B. papuana 的分子資料會導致序列難以整理,筆者認為蛇菰屬之譜系關係在未來 可更進一步探討。另外由於兩亞屬之序列差異頗大同樣造成序列整理困難,因此 另外建構三藥蛇菰亞屬分子譜系樹,分子序列樣本證據標本資訊如表八。

一、蛇菰屬分子譜系樹 (圖 27)

經過定序後所得的序列長度約 1300 個鹼基對,少部分樣本在 1050-1796 片 段擴增失敗仍以一起分析,另外加上本研究室部分類群有全長的 18S 與 nrITS 的 片段一併分析,經過 clustal X 進行序列排序,再以手動調整和處理 indel,調整 後的長度有 2415 鹼基對,共有 697 個變異位點,包含 575 個具有簡約資訊 (parsimony-informative)的位點;總共分析了 59 個樣本。

從分析結果可發現蛇菰亞屬與三藥蛇菰亞屬為兩大高支持度的分支,大致符 合 Hansen (1972)的亞屬區分處理,原先被歸屬於三藥蛇菰亞屬的 B. subcupularis 與 B. japonica 在蛇菰亞屬的分支當中。Hansen (1999)認為特徵為苞片分離、花藥 橫 裂 的 類 群 所 歸 併 之 B. harlandii 為 多 系 群 , 分 別 由 本 研 究 所 處 理 的 B.

subcupularis、B. harlandii 與 B. mutinoides 所組成。苞片分離、雌雄異株被 Huang

& Murata (2003)歸併的 B. harlandii 為 B. harlandii 與 B. mutinoides 兩個低支持度 的分支組成(BI:MP:ML=1:27:55)。

二、蛇菰屬蛇菰亞屬分子譜系樹 (圖 28)

經過定序後所得的序列長度約 1300 個鹼基對,少部分樣本在 1050-1796 片 段擴增失敗仍以一起分析,經過 clustal X 進行序列排序,再以手動調整和處理 indel,調整後的長度有 1276 鹼基對,共有 513 個變異位點,包含 351 個具有簡 約資訊(parsimony-informative)的位點;總共分析了 21 個樣本。

蛇菰亞屬的分子譜系樹顯示 Balanophora subcupularis 的姊妹群為 B. fungosa ssp. fungosa,但是其支持度極低 (BI:MP:ML=-:-:36)。而在蛇菰屬分子譜系 樹(圖 31)則顯示與 Balanophora fungosa ssp. indica 為中支持度的姊妹群 (BI:MP:

ML=0.81:54:84)。Balanophora fungosa ssp. fungosa 與 B. fungosa ssp. indica 兩 亞種在於其性別表現,分別為雌雄同株與雌雄異株,目前我們能確定 B. fungosa 為 B. subcupularis 之姊妹群,然而該類群的分類研究還待未來處理。

B. subcupularis 在過往曾被 Xing (1992)併入 B. abbreviata,Hansen (1999)則 入 B. harlandii,本研究之分子譜系分析顯示 B. subcupularis 與 B. harlandii 各分 屬不同亞屬,B. subcupularis 與蛇菰亞屬的 B. abbreviata 處於不同分支。本研究 採樣包含泰國、雲南、福建、九州之 B. subcupularis,其相距甚遠的族群 ITS 序 列並沒有變異,這種情形也發生在孤雌生殖的 B. japonica 與 B. yakushimensis,

然而 B. subcupularis 是否有可能是孤雌生殖仍需更進一步研究。

從 B. laxiflora 與其近緣種的分支中可以發現到行孤雌生殖的 B. nipponica 位 於該分支的基群,由分子譜系樹可見 B. nipponica、B. kuisiana 處同一分支,在過 去 B. nipponica 與 B. kuisiana 曾被 Hansen (1972)併入 B. japonica,Iwatsuki et al.(2006)將 B. kuisiana 併入 B. nipponica,在分子譜系上是支持這樣的歸併,目前 本研究不處理蛇菰亞處的分類問題,而其演化機制可做為日後探討的課題。

三、蛇菰屬三藥蛇菰亞屬分子譜系樹 (圖 29)

經過定序後所得的序列長度約 1300 個鹼基對,少部分樣本在 1050-1796 片 段擴增失敗仍以一起分析其 ITS 片段,經過 clustal X 進行序列排序,再以手動調 整和處理 indel,調整後的長度有 1281 鹼基對,共有 473 個變異位點,包含 391 個具有簡約資訊 (parsimony-informative)的位點;以 B. fungosa ssp. fungosa 作為

外群,總共分析了 42 個樣本。

首先 Huang & Murata (2003) 所處理之 B. harlandii 乃由兩個分支所組成,為 維持物種是單源系群,本研究依據其苞片、吸器、細微形態以及其物候與分佈將 之處理為 B. harlandii 及 B. mutinoides。三藥蛇菰亞屬植物的基群為 B. harlandii,

樣本包含其模式產地香港以及四川峨嵋山;B. mutinoides 於本研究採樣多自於臺 灣,另有一個樣本來自廣西聖堂山,依據標本紀錄也確認在廣東、雲南也有其分 佈;B. tobiracola 僅有臺灣太魯閣之樣本,很可惜的採自華南植物園之 B.

tobiracola 樣本擴增 ITS 片段皆失敗,但是筆者認為雄花散佈於雌花之間是穩定 的特徵,與其他類群很容易區分,以上分類群的共有特徵是其棒形附屬物頂端的 細胞紋飾皆為平滑狀。而 B. sp 其苞片形態與 B. mutinoides 相似屬於離生苞片,

筆者當初觀察到時以為是 B. harlandii,但其頂端附屬物表面紋飾卻與 B. fargesii、

B. involucrata 皆為迷宮網紋狀,其分子譜系分析也為其姊妹群,從而認定為未定 名之蛇菰,然而該種還需要更多的形態觀察以及模式標本檢視才能予以定名。

B. fargesii、B. involucrata 在不同學者處理之下曾有數次整併或獨立的處理,

根據分子譜系分析確認兩者為十分相近的姊妹群。過去 Hansen (1972)對於形態 相似,但性別表現不同之 B. fungosa 與 B. indica,其分類處理是以亞種位階進行 變動 (B. fungosa ssp. fungosa、B. fungosa ssp. indica),但目前本研究將此二名保 留不予以變動,有待未來進行蛇菰屬的分類修訂再進行處理。

回顧 Hansen 在 1972 年的三藥蛇菰亞屬下分的位階,包含兩個節:苞片合生 的 B. involucrata 組成之 Balania section,苞片離生之 B. wrightii (=B. tobiracola)、

B. harlandii 與 B. japonica 所組成的 Neobalania section (圖 1)。Hansen 認為 B.

involucrata 是三藥蛇菰亞屬之基群,而本研究顯示 B. involucrata 則是演化較為 後期的植物。因為本亞屬植物只有六個分類群,形態特徵僅在棒形附屬物頂端細 胞紋飾,以及苞片離生、合生可反應各類群的譜系關係,而其性別表現以及棒形 附屬物、花粉形態皆不能反應譜系關係,因此筆者對於亞屬下是否再細分出節的

B. subc upular is B . tobi rac ola B. harl andii B. involuc rata B . tobi rac ola B. japonic a B . tobi rac ola B. mutinoi de s B. sp. B. harlandi i B. subc upular is

B . far ge sii B . involuc rata B . involuc rata

B . far ge sii

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