SouthWest Forestry University | Changlin(Charlie)Zhao Lab
    云南省文山自然保护区发现森林木腐菌新物种
    From:Website  Times:2023-1-10  Hits:185
    云南省文山自然保护区发现森林木腐菌新物种

    云南省文山自然保护区发现森林木腐菌新物种


    在森林木材降解和生态系统物质循环、能量流动过程中木腐菌起着不可或缺的作用;它们被认为是木材分解的“关键角色”,因为它们能够产生各种各种各样的生物酶来分解木材的木质素、纤维素和半纤维素。

    担子菌是真菌界的一个主要类群,在物种数量上仅次于子囊菌 (Wijayawardene et al. 2017; Wijayawardene et al. 2018a, b)。木腐菌是担子菌的一大类,担子果比较简单,但形态特征复杂多样,而且该群体完整的的系统发育多样性研究较少 (Larsson et al., 2004; Bernicchia & Gorjón, 2010)。齿耳菌属 (Steccherinum) 是一个在世界广泛分布的属,其主要形态识别特征:担子果膜质的,向下生长到边缘反卷,有时具菌盖;担子果表面小齿到长齿状;菌丝系统一体系,生殖菌丝具有锁状联合或简单分隔;囊状体众多,有时会覆盖厚厚的结晶体;担子近棍棒状;担孢子椭球形到近圆柱形,无色,薄壁,光滑 (Fries, 1821; Gray, 1821; Bernicchia & Gorjón, 2010)

    真菌是地球上最多样化的生物之一,在地球生态系统的进化和功能中起着至关重要的作用 (Hyde 2022)。新的DNA测序技术使真菌的分类和多样性研究发生了革命性的变化,其中大约有15万种真菌被以及描述和记录 (Hyde 2022)。目前真菌学家对齿耳菌属的物种调查和分子系统发育分析尚不充分,特别是在中国的亚热带和热带地区。


    FIGURE 1. Maximum parsimony strict consensus tree illustrating the phylogeny of three new species and related species in the family Steccherinaceae based on ITS+nLSU sequences. Branches are labeled with maximum likelihood bootstrap values higher than 70%, parsimony bootstrap values higher than 50% and Bayesian posterior probabilities more than 0.95 respectively.

    FIGURE 2. Maximum parsimony strict consensus tree illustrating the phylogeny of three new species and related species in Steccherinum based on ITS+nLSU sequences. Branches are labeled with maximum likelihood bootstrap values higher than 70%, parsimony bootstrap values higher than 50% and Bayesian posterior probabilities more than 0.95 respectively.

    云南省地处中国西南边陲,气候类型丰富,立体气候特点显著,类型众多,年温差小,日温差大,干湿季节分明,气温随地势高低垂直变化异常明显,在一个省区内,同时具有寒、温、亚热带、热、四带气候,全省年温差小,干湿季节分明。全省地势西北高、东南低,具有着山地、高原、盆地、河谷等丰富地形。河川纵横,湖泊众多,原始森林覆盖面积广,其特殊的地理气候条件,自然保护区的建设和保护,进而孕育出了众多的植物、动物等生物,具有着“动物王国”、“植物王国”和“菌物王国”等美誉。

    西南林业大学生物多样性保护学院赵长林教授团队于2023年1月在国际权威期刊Frontiers in Cellular and Infection Microbiology (中科院二区,IF= 5.7) 在线发表一篇题为A phylogenetic and taxonomic study on Steccherinum (Polyporales, Basidiomycota): Focusing on three new Steccherinum species from southern China的文章。研究团队基于目前大规模的Steccherinaceae类群基因组学数据,并联合宏观子实体、体视子实层体、微观微细结构的形态学深度分析,证实了Steccherinaceae新的森林木腐真菌物种的存在,极大地扩展了目前国际对森林木腐真菌物种多样性和系统发育分析的研究。

    木腐菌 (Wood-inhabiting fungi) 是指生长在木材上如活力木、枯立木、倒木、落枝等,能够降解木材中的木质素、纤维素或半纤维素的一类真菌 (戴玉成 & 崔宝凯 2010; 戴玉成2023)。木腐菌是高等真菌的一个重要类群,作为森林生态系统的组成部分,该类群大部分种类为腐生菌,通过分泌各种生物酶,将木材中的纤维素、半纤维素和木质素分解成为可被其他生物利用的营养物质,是分解纤维素和木材原始成分木质素的主要动力,推动着森林生态系统的物质循环和能量流动 (魏玉莲 & 戴玉成 2004; 赵长林 2022, 2023)。同时,木腐菌具有重要的生态意义和经济价值,而且部分种类是美味的食用菌和珍贵的中药材,还有一些木生真菌在工业、农业生产、环境治理等领域具有较高的应用价值。随着真菌学家对木生真菌资源和分类的系统研究,研究成果极大地丰富了全球真菌物种的多样性 (邓叔群 1963; 戴芳澜 1979; 赵继鼎 1998; Hawksworth 1991, 2012, 2017; Kirk et al. 2008; Blackwell 2011; Dai 2012; Dai et al. 2015; Hibbett 2007, 2016; Luo et al. 2021; Qu et al. 2022; Zhao et al. 2023; Yang et al. 2024)。


     

    FIGURE 3. Basidiomata of Steccherinum fissurutum (holotype). Bars: (A) 1 cm; (B) 0.5 mm. ()

    FIGURE 4. Basidiomata of Steccherinum punctatum (holotype). Bars: (A) 1 cm; (B) 0.5 mm. ()

    在对云南省木腐菌资源调查过程中,发现了三个齿耳菌属新物种,其中裂纹齿耳菌 (Steccherinum fissurutum) 主模式标本CLZhao 21803、副模式标本均发现于丽江黑龙潭森林公园;斑点齿耳菌 (Steccherinum punctatum) 主模式标本CLZhao 9184、副模式标本均发现于玉溪新平县金山原始森林公园;近热带齿耳菌 (Steccherinum subtropicum) 主模式标本CLZhao 11059发现于文山小桥沟国家自然保护区,副模式标本CLZhao 16901发现于文山老君山国家自然保护区。上述地区木生真菌资源极为丰富,但木腐菌资源情况调查还不全面,缺乏系统研究。因此,本研究聚焦上述地区木腐菌物种资源、多样性与分子系统学研究,发现了木腐菌齿耳菌属新物种,丰富了云南省真菌物种多样性,揭示了齿耳菌属类群物种系统发育关系,强调了上述保护区和森林公园真菌保护成效和资源应用价值,为提升云南省相关机构对保护区的管理、技术支持和资金支撑提供参考,从而提升对保护区新物种的保护,达到惠益共享的目的。

    FIGURE 5. Basidiomata of Steccherinum subtropicum (holotype). Bars: (A) 1 cm; (B) 0.5 mm.

    随后,研究团队从基因组学视角,开展了系统发育树构建、基因组差异比较、物种划界、基因组分歧时间估算等分析,所有结果都支持这一新发现的类群是不同于该属其他物种的新物种。

    西南林业大学生物多样性保护学院森林保护专业赵长林教授,北京林业大学林学院朱仲龙博士为论文的通讯作者,西南林业大学生物多样性保护学院森林保护学专业2022级硕士研究生董军红为论文的第一作者。该研究获得国家自然科学基金面上项目 (Project No. 32170004), 云南基础研究项目 (Project No. 202001AS070043),云南省兴滇人才青年项目 (Project No. YNQR-QNRC-2018-111),江苏省高等学校自然科学基金 (Project No. 20KJB220003) 资助。

    原文链接:

    https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2022.1103579/full


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