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捕食线虫真菌是食线虫真菌里的一个重要分支,这些真菌能够生成各种各样的捕器来侵染或捕捉线虫,由于其独特的结构和功能属性,常被用作寄生线虫的生物防治和研究适应性进化的模式生物。在分类上,捕食线虫丝孢菌主要的三个属Arthrobotrys,Drechslerella和Dactylellina的成员与圆盘菌科建立了有性和无性的一一对应关系,是盘菌亚门中最早分化的支系之一。然而,对于这个真菌类群的分类研究,分子系统学证据支持按照捕器类型分属,但属内种间的鉴别还是主要依据形态学,导致种间、种内分类同名异物、异名同物的问题普遍存在,更进一步,捕食线虫丝孢菌还存在明显的种内分化,目前还没有解决这几个可能的隐存种是如何分化的,那么圆盘菌是否也经历了一定的地理分化?本研究对本实验室现有的捕食线虫真菌菌株进行广泛的形态和分子分析,利用多基因片段作为分子标记,结合Gen Bank中已有的数据,对其种内种间关系、系统发育种推断、物种多样性及其分化时间、历史分布重建进行了研究,同时对两个物种的线粒体基因组进行了注释、比较和系统发育分析,旨在为捕食线虫真菌的起源、进化及其可持续生物防治提供有价值的线索。主要结果如下:1.捕食线虫真菌系统发育学和生物地理学研究利用核基因ITS,RPB2,nr SSU,β-tubulin,TEF-1α和线粒体基因mt LSU,共6个片段对捕食线虫真菌及其相关类群进行了系统发育和生物地理学分析。测序并分析了共860条序列,来自390个菌株分属于70个捕食线虫真菌及相关类群。通过条形码常用标准分析发现,ITS+RPB2两基因联合最合适作为该类群的DNA条形码,并且通过种内种间遗传距离比较,确定4.2%的种内遗传距离值作为这个类群的分种鉴定的参考值。基于此标准值和系统发育分析,我们校正了59株菌,并且提出了3个新的系统种。同时,系统发育分析显示,圆盘菌中捕食线虫真菌是由非捕食线虫真菌进化而来,并在此后漫长的进化过程中获得了捕器。分子钟显示圆盘菌的最初分化时间为311 Mya,刚好在泥盆纪(3.65 Mya)大灭绝之后,而捕食线虫真菌的起源时间为117 Mya,刚好在三叠纪-侏罗纪大灭绝的时间(201.4Mya)之后。因此,圆盘菌从起源到获得捕器,营养方式从腐生到捕食,经历了较长的时间。而各种捕器的分化在时间上则相对较快,收缩环与粘性结构分开时间约为98 Mya,三维菌网与粘球分化时间约为87 Mya,三维菌网与粘性分枝的分化时间约为77 Mya。分析显示,各种捕器的分化在地理上并无特异性,通过Bayesian Binary MCMC analysis进行历史分布区重建,结果显示东亚地区为捕食线虫真菌的起源中心。该真菌自东亚起源后,在渐新世到中新世这一时期曾多次经过路桥(或陆地)传播到欧洲和美洲并发生异域成种现象。2.线粒体基因组研究从NCBI获得少孢节丛孢(Arthrobotrys oligospora)和坚黏孢亚隔指孢(Dactylellina haptotyla)线粒体全基因组序列,并进行初步注释和人工校对。结果显示A.oligospora大小为160613bp,而Da.haptotyla为146101bp,均包含14个蛋白质编码基因COX2,COX3,COB,ATP6,ATP8,ATP9,COX1,NAD1,NAD2,NAD3,NAD4,NAD4L,NAD5,NAD6,2个核糖体基因(rnl和rns),分别有24和26个t RNA,以及一些其他的编码未知蛋白的ORF框。两株菌分别含有33和27个内含子,其中以COX1含有的内含子最多,分别为12和9个。内含子中,大多数存在编码归巢核酸内切酶的开放阅读框(ORF)。根据这些信息注释环状线粒体基因组并绘制了物理图谱。同时,比较这2株菌的线粒体基因组与其他子囊菌的线粒体基因组,下载有效的子囊菌线粒体基因组蛋白质序列,通过贝叶斯推导进行蛋白质建树,系统发育分析显示,A.oligospora和Da.haptotyla线粒体蛋白质基因在子囊菌系统发育关系中的位置与核基因是一致的,但线粒体基因明显比核基因进化的要快得多。