我国海洋性冰川地区低温真菌多样性与分类学研究

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真菌在低温生态系统中分布极为广泛,并且在生物技术应用等方面存在着巨大潜力。我国拥有丰富的冰川资源,主要分布在青藏高原地区。冰川类型可分为大陆性冰川和海洋性冰川,其中海洋性冰川蕴藏着大量的低温真菌,对于该地区真菌资源的调查不仅能够丰富真菌的多样性,还为其适冷机制的探索和新型次级代谢产物的开发奠定了基础。本研究从我国云南省的白马雪山、玉龙雪山和明永冰川,四川省的达古冰川、海螺沟冰川、燕子沟冰川和九寨沟周围地区采集了63份土壤样品,利用培养和非培养的方法对冰川土壤样品中的低温真菌多样性和分类学进行了初步地研究。(1)通过纯培养方法共获得897株低温真菌,其中稀释平板法分离得到742株,原位培养法获得155株,通过对比发现传统的稀释平板法获得的真菌数量较原位培养法更多,但是原位培养法分离出7个特有属:Leptodontium,Sporothrix,Paracamarosporium,Humicola,Massarina,Hyalopeziza和Allantophoma。不同培养温度下,分离出的真菌在数量上没有明显差异,但是真菌类群具有明显不同:4℃分离出的特有属16个,15℃分离真菌特有属14个。(2)将分子生物学方法与形态学方法相结合,共鉴定出77个属131个种。并对部分优势物种进一步研究,其中假裸囊菌属(Pseudogymnoascus)和地丝霉属(Geomyces)真菌共获得233株,进行温度筛选试验,得到22株嗜冷真菌。该类群真菌也是各种低温环境中常见的耐冷真菌;将所获得的41株淡领瓶霉属(Cadophora)真菌,通过多基因分析与形态学观察相结合的方法,鉴定为9个种,其中包含7个疑似新种(Cadophora caespitosa,C.psychrophila,C.yulongensis,C.indistincta,C.inflata,C.magna和C.qinghai-tibetana)和2个已知种(C.malorum和C.novi-eboraci),并进行详细描述。(3)不同样点分离真菌数量和真菌组成都有所不同:分离真菌数量最多的样点是玉龙雪山,为274株真菌,分离真菌数量最少的是海螺沟冰川,为23株真菌。使用物种多样性指数对分离真菌的多样性进行评估,结果表明:香农多样性指数最大的是白马雪山和玉龙雪山,最小的是燕子沟冰川和海螺沟冰川;均一度指数最大的是海螺沟冰川和燕子沟冰川,最小的是九寨沟和明永冰川;物种丰富度指数最大的是白马雪山和九寨沟,最小的是燕子沟冰川和海螺沟冰川。各样点分离真菌优势属具有差异,但是假裸囊菌属(Pseudogymnoascus),青霉属(Penicillium)和枝孢霉属(Cladosoprium)是这七个样点的共有属。(4)通过高通量测序技术对白马雪山,玉龙雪山,明永冰川和九寨沟四个样点真菌进行多样性分析。物种多样性指数和Rank-Abundance曲线分析结果都表明九寨沟土样中真菌物种丰富度最高且均一度最好,明永冰川土样中包含的物种数目最少且最不均一。OTU分析和PCA分析表明白马雪山、玉龙雪山和明永冰川中的真菌物种构成更相似。在门,纲,目,科,属五个层次上进行物种注释分析,发现优势门是子囊菌门,其次为担子菌门,在纲水平上优势纲为伞菌纲,座囊菌纲、锤舌菌纲,粪壳菌纲和散囊菌纲,与纯培养分离得到的结果一致。四组样本在目、科和属水平物种注释结果表明,四组样本间真菌组成具有较大差异。在属水平上,被孢霉属(Mortierella)、假裸囊菌属(Pseudogymnoascus)、茎点霉属(Phoma)和镰刀菌属(Fusarium)等优势属真菌在可培养方法得到的真菌中也处于优势地位。另外,高通量测序结果显示各样本中未分类真菌所占比例巨大,表明冰川环境中还有许多未知真菌等待我们去发现。
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