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蜜环菌属(Armillaria)真菌具有重要的经济和生态价值,该属既包含了严重的林木病原菌,也有美味的食用菌,还有与名贵中药天麻的伴生菌,对天麻的生长起着至关重要的作用。蜜环菌物种形态特征寡少并易受环境条件影响而变化,较难以传统的形态分类方法进行识别,过去四十余年来多依靠交配实验划分成不同的生物种。很长一段时期以来,对该属的分类及近年的分子系统发育研究多局限于欧美。我国该属的研究主要是基于菌株交配揭示的生物种,迄今根据中国的材料提出了16个生物种。由于生物种识别需要依靠单孢菌株且亲和与否判断有一定主观性,中国的蜜环菌到底有多少种?性亲和试验划分的生物种之间的系统亲缘关系如何?能够用来栽培天麻的蜜环菌到底是哪种或哪些种?这些问题还亟待解决。本研究通过广泛采样,采用三个基因片段(核糖体内转录间隔区ITS、蛋白质翻译延伸因子tefl-α和beta-微管蛋白β-tubulin),自测DNA序列687条并结合GenBank中的相关序列,对中国蜜环菌属真菌进行了分子系统发育重建,解析了不同蜜环菌生物种之间的系统亲缘关系,同时分离与天麻相关的蜜环菌菌种106株,对天麻栽培中使用的蜜环菌种类进行了鉴定和分类,探讨了不同蜜环菌种类与天麻共生的专一性。主要结论如下:1、中国蜜环菌属真菌的分子系统发育 采用ITS、tefl-α和β-tubulin三个基因片段对中国蜜环菌属进行了分子系统发育分析。结果表明:中国蜜环菌种类包括5个Clade,至少有15个系统发育种,约占全球己知种类的三分之一。分别为蜜环菌A.mellea、假蜜环菌A.tabescens、粗柄蜜环菌A.cepistipes、九妹蜜环菌A.nabsnona、Nag.E(日本一生物种,无拉丁名)、芥黄蜜环菌A.sinapina、奥氏蜜环菌A.ostoyae、北方蜜环菌A.borealis和7个新的系统发育种,其中Nag.E和九妹蜜环菌为中国新记录。 2、蜜环菌生物种和系统发育种的对应关系 本研究首次清晰的解析了中国14个生物种之间的系统关系。根据本研究的结果,基于交配实验建立起来的生物种和系统发育种之间的对应关系有两种。第一种分为三类:1)一个生物种的菌株对应一个系统发育种;2)一个生物种的菌株分属于两个不同的系统发育种;3)两个生物种的菌株共聚于一个系统发育种。第二种类型包括两组生物种:CBS M和CBS J、CBS L和CBS N。这一类型表现为两个生物种的菌株分别属于两个系统发育分支,同时这两个生物种另外的菌株又同属于其它的系统种,也就是两个生物种对应了三个系统发育种。结果显示曾经认为是高卢蜜环菌A.gallica的CBS B跟世界其他地区的高卢蜜环菌为不同的系统发育种,可能代表了新种。CBS F的大多数菌株跟欧洲的粗柄蜜环菌为同一系统种,并不是前人所认为的新种。同宗配合的CBS G和异宗配合的CBS K(狭义蜜环菌A.melleas.str.)同属A.mellea分支,应同为蜜环菌。 3、与天麻共生的蜜环菌的物种多样性 研究结果表明与天麻共生并可用于天麻栽培的蜜环菌系统发育种有7种,分别是粗柄蜜环菌、九妹蜜环菌、Nag.E以及4个新种(A.sp.1、A.sp.2、A.sp.3和A.sp.6)。除了粗柄蜜环菌和九妹蜜环菌,其余均为首次报道可用于栽培天麻。这些可用于栽培天麻的蜜环菌具有较近的亲缘关系,均位于CladeⅠ,该Clade包含的蜜环菌均为弱致病力的物种。而包含了强致病力蜜环菌CladeⅡ、CladeⅣ和CladeⅤ均没有发现有蜜环菌可用于栽培天麻。过去,文献记载天麻栽培中使用的是“蜜环菌A.mellea”。本研究从系统发育角度证实蜜环菌具有较强的致病性,并不适宜栽培天麻使用。在天麻栽培中,应该使用位于Clade1中的弱致病力的蜜环菌,如九妹蜜环菌、A.sp.2、A.sp.3和A.sp.6等蜜环菌种类的菌种伴栽天麻。在实际栽培天麻生产过程中,则应按照“适麻适菌”和“适地适菌”的“二适”原则优先选择在当地有自然分布的蜜环菌菌种作为不同变型天麻的伴栽菌,从而有效地降低种植天麻时出现“空塘”的风险。