福建栓菌的多样性及其之间的相互关系,微生物论文

福建栓菌的多样性及其之间的相互关系,微生物论文栓菌〔TrametesFr.〕由Fries于1835年建立，形式种为香栓孔菌〔T.suaveolens(L.)Fr.〕。栓菌的价值较高，应用范围广泛，其主要应用于漆酶、燃料脱色、药用等众多方面，例如，云芝的药用效果显着。近年来，应用菌丝体发酵进行提取，已开发出很多种抗癌药。该属在分类学上属于真菌门〔EumycotaTraub〕担子菌亚门〔BasidiomycotinaAinsw.〕非褶菌目〔AphyllophoralesRea〕多孔菌科(PolyporaceaeFr.exCorda)，其物种多样性特别丰富，当前在MycoBank数据库共记载了859条栓菌记录，在IndexFungorum数据库中有831条记录。实际上该属只要约50个种，华而不实9个种为药用真菌。近30年里，栓菌的一些新种和新纪录种被描绘叙述，同时对于一些之前描绘叙述过的种的形式标本的研究也在开展中。总的来讲，我们国家的栓菌很丰富，在已被报道的41个种中有27个种是在我们国家发现的。栓菌详细种的划分还比拟混乱，多数研究者以为栓菌是多孔菌科中最不易划清属界的一个类群。造成这个问题的原因是当前对栓菌的鉴定主要还是基于形态学特征，这对于栓菌的某些近缘种的鉴定比拟困难。近年来，随着分子生物学的发展，真菌系统发育学的研究也日渐深切进入，对栓菌的分子系统学研究也是如此。Ko等应用核糖体小亚基(mtSSU)序列对栓菌进行了系统发育学研究；Toms姚ovsky等利用核糖体的LSU和ITS序列对欧洲的栓菌进行了系统发育学研究。张小青等应用ITS序列分析了我们国家栓菌各种之间的亲缘关系。Justo等研究了栓菌及其近缘属的系统发育关系，发现大多数栓菌的种聚类在trametoidclade。而李海蛟在参加了更多类似类群后构建的系统发育树中发现褐孔菌属〔LenzitesFr.〕和红孔菌属〔PycnoporusP.Karst.〕与栓菌的种聚在一起。对于福建地区栓菌的相关研究与报道不多，但也显示了福建栓菌的多样性。黄年来等以武夷山等自然保卫为标本重点采集点，结合闽南、闽东、闽中、闽西、闽北各地采集并鉴定了福建省大型真菌，华而不实栓菌有6个种，包括云芝〔T.versicolor(L.)Lloyd〕、肉色栓菌〔T.dickinsiiBerk.〕、偏肿栓菌〔T.gibbosa(Pers.)Fr.〕、灰栓菌〔T.griseo-dura(Lioyd)Teng.)、东方栓菌〔T.orientalis(Yasuda)Imaz.〕和香栓菌〔T.suaveolens(L.)Fr.〕。除此之外一些针对全国范围内木腐菌的报道也提到一些栓菌，而这些栓菌有些在福建也有分布。20202020年，在对福建省福州市和闽南地区3个城市〔泉州市、厦门市和漳州市〕市区木腐菌的调查研究中发现6种共19个栓菌的样本。在总结前人对福建栓菌的研究中统计出当前在福建发现的栓菌一共有21种左右，超过全国已经知道栓菌的70％，但是报道都是比拟零散的。本文在前人研究的基础上，总结福建栓菌的多样性；并结合试验所得的ITS序列和GenBank里的福建栓菌相应种已有的ITS序列，构建系统发育树，以从分子生物学的角度理清福建栓菌的多样性及其之间的互相关系，最后，对福建已经知道的21个栓菌做分类检索表。1材料与方式方法1.1试验材料19个供试栓菌的子实体，于20202020年采自福建地区，用于系统发育分析的序列信息见表1。【表1.略】植物基因组DNA提取试剂盒、胶回收纯化试剂盒、2ReactionMix、DL2000Marker均购于天根生化科技(北京)有限公司；常用引物ITS4(5-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3)和ITS1F(5-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3)购于铂尚生物技术〔上海〕有限公司。1.2试验方式方法1.2.1DNA提取采集子实体0.5g左右提取DNA，DNA提取使用天根生化科技〔北京〕有限公司的植物基因组DNA提取试剂盒进行。1.2.2PCR扩增以ITS通用引物ITS1F/ITS4对供试材料进行PCR扩增。扩增体系在Hu等用的体系上加以修改：mix：12L，ITS1F/ITS4引物各1L，ddH2O10.5L，DNA模板0.5L，反响总体积25L。PCR反响程序：94℃5min；32个循环〔94℃30s，56.5℃30s，72℃1min〕；72℃10min。PCR产物检测浓度和纯度后进行纯化，然后送往铂尚生物技术〔上海〕有限公司进行测序。1.2.3ITS系统发育分析。。将测序得到的ITS序列使用Bioedit软件打开，检查碱基的读取能否正确，并将序列前后信号不好的碱基删除；从GenBank中通过Blast检索获得类似度较高且可信度高的参考序列和适当的外群种，用Clustalx软件进行多重对位排列〔Multiplealignments〕，再用Bioedit对已经比对好的序列进行必要的手动修正，然后用PAUP4.0、MrModeltest、MrBayes和Treeview等软件构建系统进化树并分析序列结果。2结果与分析2.1福建栓菌多样性从采样结果来看，福州是栓菌分布最多的地区，采到的6种栓菌在福州都有分布。云芝栓孔菌(T.versicolor)、毛栓孔菌(T.hirsuta)和血红密孔菌(T.sanguinea)是常见的种，至少出如今两个采样地区。由于生长环境的不同，即便是同一个种的子实体在不同环境下可以能出现不同的形态特征。本研究采集到6个种的子实体照片见图1。【图1.略】当前在福建发现的栓菌有21种左右，超过全国已经知道栓菌的70％，寄主包括活立木、朽木和建筑木材等，而且在福建大部分地区都能找到栓菌。因而，福建栓菌的多样性比拟丰富。2.2福建栓菌系统发育树通过在NCBI里面查找栓菌的序列，发现福建21个栓菌有17个种有ITS序列。利用PAUP4.0等软件对这些序列构建系统发育树，得到最大简约(maximumparsimony,MP)、最大似然(maximumlikelihood,ML)等系统发育树。通过比较他们的拓扑结构，使用Dentocorticiumsulphurellum(JN165018)作为外群种，用华而不实1棵最大简约树用来展现福建栓菌的系统发育情况〔图2〕，分支处左边的数值为50%以上的自引导值，右边的数值为0.7以上的MrBayes3.0程序计算出来的后验概率。从图2能够看出，大部分种都能各自聚在一起，但是一些大的分支支持率不高，这跟前人的一些研究有一样之处。比方，Justo等通过分析LSU、ITS、RPB1、RPB2和TEF1-alpha的序列，构建了多棵系统发育树，发现栓菌是一个多系发育的属，部分栓菌跟其他属混在一起。另外，Welti等用ITS和RPB2序列构建栓菌的系统发育树时用到了样本号为CBS25774的T.ochracea〔Genbank里ITS序列号为JN645077〕，在所得的发育树中与T.versicolor和其他的T.ochracea序列构成支持率很高的一个分的特征、孔口的形状和数量和担孢子的大小等对当前已经知道的21种福建栓菌进行分类检索，以方便今后对福建栓菌的鉴定和研究。【图2.略】3结论与讨论通过总结前人的研究和本研究的结果，发现福建栓菌的多样性比拟丰富，但是分布较分散。这可能与采样的地区和次数有关。从本研究发现的6个栓菌种来看，在人口密集，生态环境相对恶劣的城市环境中，栓菌的分布相对而言较少。但是这些为数不多的栓菌却能对树木的生长造成极大的危害，甚至引起树木的倒塌，对人民的生命财产安全构成极大的威胁。固然本研究的17个种大部分都能各自构成单独的分支，但是这些种之间的关系却不明朗。究其原因，一是由于栓菌种类繁多，种类的准确鉴定不容易做到；二是由于栓菌分种的主要形态特征确实定。因而，除了结合多基因的序列和栓菌的形态特征外，可能还需要寻求其他的一些方式方法来找到栓菌的最佳分类方式方法固然当前栓菌用于分类的形态特征比拟混乱，但是通过子实体的颜色和气味、菌盖的特征等宏观形态特征，以及孔口的形状和数量和担孢子的大小等微观形态特征对当前已经知道的21个福建栓菌种编写分类检索表还是很有必要的。这既是对过去研究的总结，也为将来牵涉到福建栓菌的研究提供了一个比拟直观有效的分类方式方法。以下为参考文献：[1]KirkPM,CannonPF,MinterMW,etal.DictionaryoftheFungi,10thedition[M].Wallingford,U.K:CABInternational,2008.[2]毕旺华,田雪梅.毛栓孔菌菌丝体生长营养条件的优化研究[J].青岛农业大学学报,2020,29(1):51-54.[3]戴玉成,图力古尔.中国东北野生食药用