云南省楚雄紫溪山国家森林公园、普洱无量山国家自然保护区、文山国家自然保护区发现森林腐朽真菌新物种

文摘   2024-07-20 16:12   云南  
在森林生态系统中,真菌在推动森林土壤碳循环、调节植物矿物质营养、缓解碳排放等方面发挥着重要的生态作用 (Tedersoo et al. 2014),革质真菌是一个世界性的类群,具有丰富的多样性,与生长在北半球、温带、亚热带和热带地区的植物多样性有着密切地关系(Gilbertson & Ryvarden 1987, Bernicchia & Gorjón 2010, Dai et al. 2015, 2021, Zhao et al. 2023, Luo et al. 2024, Zhou et al. 2024)

 


担子菌是真菌界的一个主要类群,在物种数量上仅次于子囊菌 (Wijayawardene et al. 2017; Wijayawardene et al. 2018a, b)。木腐菌是担子菌的一大类,担子果比较简单,但形态特征复杂多样,而且该群体完整的的系统发育多样性研究较少 (Larsson et al., 2004; Bernicchia & Gorjón, 2010)。与胶状属相反,木耳目中的大多数革质和多孔状物种具有坚韧、复生和反卷的担子果 (Miettinen et al. 2012, Zhou & Dai 2013, Malysheva & Spirin 2017, Luo et al. 2024)。具有甾体担子的真菌物菌种广泛分布于伞菌纲的许多目中,尽管它们在木耳目中是少数(Malysheva & Spirin 2017)。
Alloexidiopsis属于目耳目,主要形态特征为:担子果一年生,向下生长到边缘反卷,贴生;子实层表面光滑或具不育的刺,灰白色到灰白色;一体系的单菌丝系统,生殖菌具锁状联合;囊状体圆柱形到棒状;存在大量的菌丝囊状体;担子椭球形到卵球形,24胞,有隔膜;担孢子圆柱形到宽圆柱形,略弯曲 (尿囊状) (Liu et al. 2022)。

FIGURE 1. Maximum Parsimony strict consensus tree illustrating the Alloexidiopsis and related genera based on the combined ITS+nLSU sequences. 


真菌是地球上最多样化的生物之一,在地球生态系统的进化和功能中起着至关重要的作用 (Hyde 2022)。新的DNA测序技术使真菌的分类和多样性研究发生了革命性的变化,其中大约有15.6万种真菌被描述和记录(Hyde 2022)。目前真菌学家对新拟黑耳属的物种调查和分子系统发育分析尚不充分,特别是在中国的亚热带和热带地区。

FIGURE 2. Maximum Parsimony strict consensus tree illustrating the phylogeny of the new species Alloexidiopsis sinensis and related species in the genus Alloexidiopsis based on ITS sequences.

西南林业大学林学院真菌分类与分子系统学研究团队20247在国际菌物期刊Phytotaxa (中科院4区,IF= 1.0) 在线发表一篇题为A new corticioid fungus, Alloexidiopsis sinensis (Auriculariales, Basidiomycota), in China, evidenced by morphological characteristics and phylogenetic analyses的文章。研究团队基于Alloexidiopsis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Alloexidiopsis新森林木腐真菌物种的存在,极大地扩展了目前国际对森林木腐真菌物种多样性和系统发育分析研究。

FIGURE 3. Basidiomata of Alloexidiopsis sinensis (A, B) CLZhao 7343 (holotype); (C, D) CLZhao 6775; (E, F) CLZhao 16935. Bars: A, C, E= 1 cm; B, D, F= 1 mm.

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。

木腐菌 (Wood-inhabiting fungi) 是指生长在木材上,如活力木、枯立木、倒木、落枝等,能够降解木材中的木质素、纤维素或半纤维素的一类真菌(戴玉成 & 崔宝凯 2010; 戴玉成2023)。木腐菌是高等真菌的一个重要类群,作为森林生态系统的组成部分,该类群大部分种类为腐生菌,通过分泌各种生物酶,将木材中的纤维素、半纤维素和木质素分解成为可被其他生物利用的营养物质,是分解纤维素和木材原始成分木质素的主要动力,推动着森林生态系统的物质循环和能量流动(魏玉莲 & 戴玉成 2004; 赵长林 2022, 2023, 2024)。同时,木腐菌具有重要的生态意义和经济价值,而且部分种类是美味的食用菌和珍贵的中药材,还有一些木生真菌在工业、农业生产、环境治理等领域具有较高的应用价值。随着真菌学家对木生真菌资源和分类的系统研究,研究成果极大地丰富了全球真菌物种的多样性(邓叔群 1963; 戴芳澜 1979; 赵继鼎 1998; Hawksworth 1991, 2012, 2017; Kirk et al. 2008; Blackwell 2011; Dai 2012; Dai et al. 2015; Hibbett 2007, 2016; Luo et al. 2021; Qu et al. 2022; Zhao et al. 2023; Yang et al. 2024)。

 

FIGURE 4. Microscopic structures of Alloexidiopsis sinensis (holotype, CLZhao 7343). (A) Basidiospores; (B) Basidia; (C) Basidioles; (D) Cystidia; (E) Hyphidia; (F) Part of the vertical section of hymenium. Bars: A–F = 10 μm.


课题组在对云南省木腐菌资源调查过程中,发现了1个新拟黑耳属新物种,中国新拟黑耳 (Alloexidiopsis sinensis) 主模式标本CLZhao 7343发现于楚雄紫溪山国家森林公园、副模式标本发现于楚雄紫溪山国家森林公园、普洱无量山国家自然保护区、玉溪茶马古道风景区、文山国家自然保护区;在多个不同保护区发现同一个新物种,这对后续研究不同维度、海拔、生境对木腐菌生长的影响具有重要意义。本研究聚焦云南保护区木腐菌物种资源、多样性与分子系统学研究,发现了木腐菌新拟黑耳属新物种,丰富了云南省真菌物种多样性,揭示了新拟黑耳属类群物种系统发育关系,强调了上述保护区和森林公园真菌保护成效和资源应用价值,为提升云南省相关机构对保护区的管理、技术支持和资金支撑提供参考,从而提升对保护区新物种的保护,达到惠益共享的目的。 

FIGURE 5. Sections of hymenium of Alloexidiopsis sinensis (holotype, CLZhao 7343). Scale bars: A, C, E = 20 μm; B, D, F = 10 μm, 10 × 100 Oil.

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该属其他物种的新物种。

西南林业大学林学院森林保护专业赵长林教授为论文的通讯作者,西南林业大学林学院,森林保护学专业22硕士研究生董军红为论文的第一作者,同时森林保护专业本科生顾子蕊,香格里拉林业和草原局石银梅分别参与了标本采集和形态学甄别等工作。该研究获得国家自然科学基金面上项目 (Project No. 32170004),云南省兴滇人才青年项目 (Project No. YNQR-QNRC-2018-111),云南省教育厅科学基金项目 (Project no. 2024Y579),云南省大学生创新创业项目 (Project no. s202310677041)资助。

第一作者 董军红同学

原文链接:https://phytotaxa.mapress.com/pt/article/view/phytotaxa.658.3.1
课题组网站:http://www.fungitaxonomy.com/charlie/imgart.asp?classid=2.html

文字:董军红
图片:董军红
校对:杨新
复审:周洪敏 杨新
终审:赵长林


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