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更新日期:107年3月5日

森林環境暨資源學系鍾國芳副教授及博士班研究生游旨价發表北美洲小檗科兩新屬

分布於北半球溫帶的小檗科(Berberidaceae),是一群形態多變且具藥用的珍稀植物,主要由12個草本屬及3個木本屬所組成,但事實上,整個科逾八成的物種多樣性卻只出現在小檗屬(Berberis L.)和十大功勞屬(Mahonia Nutt.)這兩個關係相近的木本類群中。自古以來小檗和十大功勞由於富含小檗鹼(Berberine),一直是各民族用於殺菌和消炎的民俗藥用植物,在近代,又因其美麗的葉序和色澤豔麗的果實而成為著名的園藝觀賞植物。儘管與人類共同生活了近千年,但在植物系統分類學中,小檗屬與十大功勞屬之間的關係卻始終無法釐清。

這個分類難題主因於兩屬之繁殖器官形態極為相似,僅能依據營養器官進行辨識外,也因其眾多的物種數以及難以親近的生活棲境(像是高山和沙漠),使得前人研究在取樣與分析上多有遺漏與缺失。其中最為著名的例子為克萊爾小檗(B. claireae),它是一種僅棲息在下加利福利亞半島北方幾處山谷中的珍稀物種,植株上同時具有十大功勞的羽狀複葉以及小檗的單身複葉,是一個形態上界於兩屬間的神祕中間型物種,但過去此物種在分類位階上從未被釐清。

森林環境暨資源學系植物演化與生物地理研究室鍾國芳副教授與其所指導之博士班研究生游旨价於過去五年來,為釐清小檗屬與十大功勞屬近200年的分類爭議,在美國及墨西哥的學者的協助下,於下加利福利亞半島恩森那達的荒谷中調查克萊爾小檗,並深入美國西南部索諾蘭沙漠和中國橫斷山脈與西藏東喜馬拉雅山區探險,採集到50餘種較少被發現之沙漠型十大功勞(Mahonia sect. Horridae(Fedde) Ahrendt)及亞洲高山小檗。此外,經由與世界各地重要標本館、樹木園的合作,亦蒐集南美洲安地斯山脈的小檗與中美洲的十大功勞40餘種,完成本研究擬釐清之兩屬物種樣本的取樣。

鍾副教授與游旨价同學接著分析了前述兩屬物種樣本的四個葉綠體DNA片段以及核醣體內轉錄區間的DNA序列,重建並計算小檗屬與十大功勞屬的分子親緣關係與演化年代。結果顯示,除了小檗屬及非沙漠型十大功勞為傳統分類所確認之分類群外,克萊爾小檗及沙漠型十大功勞亦為支持度極高、演化歷史悠久的獨立支序,確認小檗科的木本類群除原有的小檗屬及十大功勞屬這2屬外,亦有克萊爾小檗及沙漠型十大功勞2個木本譜系。基於此重大發現,鍾副教授與游同學向國際學界提出將小檗屬界定為單葉節間具刺之特徵,十大功勞屬(Mahonia)可次分為沙漠型及非沙漠型二類,其中,非沙漠型十大功勞為具複葉但無小枝、藍果特徵,即為傳統定義之十大功勞類群。至於具小枝的沙漠型十大功勞則提升為新屬異小檗屬(Alloberberis C.C.Yu & K.F.Chung nom. & stat. nov.),克萊爾小檗亦提升為單種新屬摩倫木屬(Moranothamnus C.C.Yu & K.F.Chung gen. nov.)。此二新定義之異小檗屬與摩倫木屬,已由在全球植物多樣性與保育界具高度領導地位之彼得瑞文博士(Dr. Peter Hamilton Raven)締造其拉丁屬名,並發表在國際植物分類學會官方雜誌<> 2017年12月冊上,獲選為封面文章之一。雖然異小檗屬和摩倫木屬都不分布在臺灣,但兩個新屬的成功發表不僅充分展現了臺灣植物分類學界在處理全球尺度議題上充沛的研究動能,也對全球園藝、藥用、植病等相關應用科學領域提供了穩定的分類依據。

  • 位於美國亞利桑那州索諾蘭沙漠邊緣的可法山脈,其深處棲息著稀有的沙漠型十大功勞。

    位於美國亞利桑那州索諾蘭沙漠邊緣的可法山脈,其深處棲息著稀有的沙漠型十大功勞。

  • 小檗科新單種屬摩倫木屬

    小檗科新單種屬摩倫木屬(Moranothamnus) ,為紀念對加利福利亞半島植物多樣性發現與保育有重要貢獻的已故植物學家,同時也是摩倫木的發現者瑞德摩倫博士。

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