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    西南林业大学研究团队于云南省三个保护区发现 森林木腐菌三个新物种
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    西南林业大学研究团队于云南省三个保护区发现 森林木腐菌三个新物种

    西南林业大学研究团队于云南省三个保护区

    森林木腐菌三个新物

     

    在生态学和生物地理学中,木材腐朽真菌是被广泛研究的担子菌群,木材腐朽即当木材被真菌侵蚀时,其细胞壁遭到真菌的破坏与分解,最终使木材发生分解和腐烂的现象 (Bernicchia and Gorjón 2010; Wu et al. 2018; Wu et al. 2020; Wang et al. 2021; Zhou et al. 2021; Luo and Zhao 2022; Qu et al. 2022; Wu et al. 2022),值得注意的是,木材腐朽真菌在驱动森林土壤中的碳循环、介导植物的矿质营养和减轻碳限制方面发挥着重要的生态作用据估计全世界的菌物种类约500–700万种 (James et al. 2020)。

    西南林业大学生物多样性保护学院赵长林教授团队20237在国际真菌学期刊Mycological Progress (中科院三区,IF=2.4) 线发表一篇题为Molecular systematics and taxonomy reveal three new taxa in Phanerochaete (Phanerochaetaceae, Polyporales) from the Yunnan–Guizhou Plateau, East Asia文章。研究团队基于目前大规模的Polyporales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Polyporales的森林木腐真菌物种的存在,极大地刷新和扩展了目前国际对森林木腐真菌物种多样性和系统发育研究的认知。

     

     

    Figure 1 Maximum parsimony strict consensus tree illustrating the phylogeny of Phanerochaete and related genera in Phanerochaetaceae based on ITS+LSU sequences. Branches are labelled with maximum likelihood bootstrap value ≥ 70%, parsimony bootstrap value ≥ 50%, and Bayesian posterior probabilities ≥ 0.95.

     

    多孔菌目 (Polyporales) 真菌是木腐菌的一类重要类群,属于腐生型木生真菌,可引起木材的白色或褐色腐朽,对森林生态系统能量流动和物质循环起着至关重要的作用 (Cui et al. 2019; Liu et al. 2023)。多孔菌目真菌类群很多种类具有重要的研究价值和经济价值,是生物圈中最有效的木材腐烂者,在生态系统的降解和还原方面起着至关重要的作用。此外该目的一些真菌类群是重要的食用菌、药用菌和树木病原真菌 (Dai et al. 2007; Floudas et al. 2012; Rajchenber & Robledo 2013; Wu et al.2019)

    木材腐朽即当木材被真菌侵蚀时,其细胞壁遭到真菌的破坏与分解,最终使木材发生分解和腐烂的现象。根据引起木材腐朽方式的不同,多孔菌目中的腐朽真菌主要分为2:白腐真菌与褐腐真菌褐腐。褐腐真菌物主要引起针叶树木材腐朽,是针叶树上的主要病害(Ryvarden & Gilbertson199; Dai 2012; Wu et al. 2020)。但褐腐真菌类群寄主类型多样,且地理分布广泛,是森林生态系统的重要组成部分,起到重要的降解还原作用,也是森林更新的必要条件。此外,有些白腐和褐腐真菌种类是重要的林木病原真菌,可造成树木心材和干基的褐色腐朽 (戴玉成 2012)

    多孔菌目真菌的有些种类具有食药用价值,具有重要的经济价值。如硬骨质孔菌Osteinaobducta (Berk.) Donk的子实体新鲜时柔软多汁,肉质可食;绣球菌Sparassis crispa的子实体新鲜时肉质,是一种珍贵的食用和药用真菌(戴玉成等2015; Kovacs & Vetter 2015; Wu et al.2019)。还有些种类具有药用真菌,如桦拟层孔菌Fomitopsis betulina (Bull.) B.K.Cui, M.L.Han & Y.C.Dai子实体的热水提取液具有抑肿瘤等功效;药用落叶松层孔菌 Laricifomes officinalis (Vill.) Kotl. &Pouzar具有抑肿瘤、润肺、祛风、治疗胃病功效 (戴玉成&杨祝良 2008; 张东柱 2011):常被用作中药材的灵芝Ganodermalucidum (Curtis)P.Karst.,紫芝Ganoderma sinense J.D.Zhao, L.W.Hsu & X.Q.Zhang,茯苓Wolfiporiacocos (F.A. Wolf)Ryvarden & Gilb.等,含有较强生理活性,具有滋补、健脑等功效,且具有良好的免疫活性、抗肿瘤活性、抗氧化活性等药用价值(张成程 2016; 陈伟等 2016)。多孔菌目真菌类群的重要性还体现在化工领域中,该类真菌类群产生的一些代谢物质,如漆酶、木质素过氧化酶等在纸浆漂白、环境治理、生物检测、食品加工、有机合成以及生物能源等多个工业领域具有较高的应用价值及潜力 (Camarero et al.2014; Kim 2014)

    Figure 2. Maximum parsimony strict consensus tree illustrating the phylogeny of three new species and related species in the genus Phanerochaete based on ITS sequences. Branches are labelled with maximum likelihood bootstrap value ≥ 70%, parsimony bootstrap value ≥ 50%, and Bayesian posterior probabilities ≥ 0.95. New species with color background.

     

    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。

     

    Figure 3. Basidiomata of Phanerochaete daliensis (holotype). Bars: A = 1 cm, B = 1 mm.

     

    木腐菌3个新物种发现于云南省境内,其中Phanerochaete daliensis 发现于大理州南涧县灵宝山;Phanerochaete subtropica 发现于普洱市景东县太忠乡哀牢山生态站;Phanerochaete subtuberculata 发现于楚雄市紫溪山森林公园。

     

    Figure 4. Microscopic structures of Phanerochaete daliensis (holotype). A Basidiospores. B Basidia and basidioles. C A section of hymenium. Bars: A = 5 µm, B–C = 10 µm.

     

    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,发现了木腐菌新物种,丰富了云南省真菌物种多样性,揭示了木腐菌类群物种系统发育关系,强调了上述保护区保护成效和真菌资源价值,建议云南省管理机构提升对保护区的指导、技术支持和资金支撑,进而提升保护区新物种的保护和惠益共享。

    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属其他物种的新物种。

    西南林业大学赵长林教授为论文的通讯作者,西南林业大学本科生喻景为论文的第一作者。该研究获得国家自然科学基金面上项目 (Project No. 32170004)云南省教育部科学基金项目 (2023Y0724), 云南省高校森林灾害预警与防治重点实验室研究项目 (ZKJS-S-202208),云南省高层次人才计划项目 (YNQRQNRC-2018-111)资助。

    原文链接:

    https://doi.org/10.1007/s11557-023-01903-7

     

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