云南省大理巍山省级绿孔雀自然保护区发现五个森林腐朽真菌新物种

文摘   科学   2024-03-13 17:08   云南  

云南省大理巍山青华绿孔雀省级自然保护区位于巍山县青华乡境内,是全国唯一以绿孔雀为单一保护对象命名的保护区。1988年,经大理州人民政府批准建立州级自然保护区,面积200公顷;1997年,经云南省人民政府批准,晋升为省级自然保护区,面积增加至1000公顷;20165月,大理巍山青华绿孔雀省级自然保护区管护局正式成立。自成立以来,管护局认真践行习近平生态文明思想,以不断探索、勇于实践、开拓创新的战略思维,全力推动保护区生物多样性保护工作迈上新台阶。20226月,西南林业大学罗旭教授带队同保护区开展生物多样性产学研战略行动计划,聚焦对象涵盖三界等级阶元,容纳动物、植物和大型真菌类群;罗旭教授和保护区领导长期指导和科研活动不间断推进中,发现了15个大型真菌新物种。

森林生态系统中,真菌在推动森林土壤碳循环、调节植物矿质营养、缓解碳排放限制等方面发挥着重要的生态作用(Tedersoo et al. 2014)。皮质类真菌是一个世界性的群体,具有丰富的多样性,与生长在北方、温带、亚热带和热带地区的植物的高度多样性有关(Gilbertson & Ryvarden 1987, Bernicchia & Gorjón 2010, Dai et al 2015, 2021, Zhao et al. 2023, Yang et al. 2024)。锈革孔菌目(Hymenochaetales Oberw) 和鸡油菌目 (CantharellalesGäum) 真菌中包括许多代表性的皮质类真菌类群,不仅具有不同的菌丝系统和囊状体形态还具有孔状、光滑或刺状的子实层体(Riebesehl et al 2019, Wu et al 2020, Guan et al 2023)

云南省地处中国西南重要区域位置,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。

西南林业大学生物多样性保护学院真菌分类与分子系统学研究团队于20243月在国际植物分类学期刊Journal of fungi(中科院二区,IF=4.7)在线发表一篇题为“Phylogenetic and Taxonomic Analyses of Five New Wood-Inhabiting Fungi of Botryobasidium, Coltriciaand Coltriciella (Basidiomycota) from China”的文章。研究团队基于目前大规模的 BotryobasidiumHymenochaetaceae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BotryobasidiumHymenochaetaceae内新的森林木腐真菌物种的存在,极大地刷新和扩展了目前国际对森林木腐真菌物种多样性和系统发育研究的认知。


FIGURE 1. Maximum parsimony is a strict consensus tree illustrating the phylogeny of three new species and related genera in the genus Botryobasidium based on ITS + nLSU sequences. The new species are in bold.

FIGURE 2. Maximum parsimony is a strict consensus tree illustrating the phylogeny of two new species and related genera in the family Hymenochaetaceae based on ITS + nLSU sequences. The new species are in bold.


目前每年增加真菌新种数量约2000种,增加新属约150个,中国目前有真菌约1.7万种,占世界总数的12 % (Dai et al. 2015,戴玉成 2023)。二十一世纪以来,随着国内菌物相关学科趋于成熟,菌物分类学者数量与日俱增,研究进一步深入,已有近1500位中国菌物学者在期刊和专著中发表菌物新名称9430个,占世界新发表菌物名称的14 % (王科等2021)。中国每年增加新种约120个,占世界增加量的9 % (Dai et al. 2015)。基于菌物学家对中国木生真菌进行了深入的研究,到目前已经报道的木腐菌种类约2000(Blackwell 2011; Hawksworth 2012; Dai et al. 2015; Cui et al. 2019; Wu et al. 2021; Qu et al. 2022; Zhao et al. 2023; Yang et al. 2024)

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)。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 3. Figure 5. Botryobasidium gossypirubiginosum: basidiomata on the substrate (A); close up of the hymenophore (B). Bars: (A) = 1 cm and (B) = 0.5 mm.


FIGURE 4. Microscopic structures of Botryobasidium gossypirubiginosum: basidiospores (A), basidia (B), basidioles (C), a section of the hymenium (D). Bars: A-D = 10 µm.


木腐菌五个新物种发现于云南省境内,其中锈革孔菌目Coltricia zixishanensis CLZhao 7706发现于楚雄紫溪山国家森林公园,Coltriciella yunnanensis CLZhao 4204发现于普洱市景东县无量山国家自然保护区。鸡油菌目Botrybasidium gossypirubiginosum CLZhao 26052Botrybasidium incanum CLZhao 26697均发现于曲靖市麒麟区翠山森林公园,Botrybasidium yunnanense CLZhao 24877发现于大理巍山县青华乡。上述地区木生真菌资源极为丰富,但木腐菌资源情况调查还不全面,缺乏系统研究。因此,本研究聚焦上述地区木腐菌物种资源、多样性与分子系统学研究,发现了木腐菌新物种,丰富了云南省真菌物种多样性,揭示了木腐菌类群物种系统发育关系,强调了上述保护区保护成效和真菌资源价值,建议云南省管理机构提升对保护区的指导、技术支持和资金支撑,进而提升保护区新物种的保护和惠益共享。

FIGURE 5.Basidiomata of Coltricia zixishanensis: the front of the basidiomata (A-B), the back of the basidiomata (C), a section of hymenophore (D). Bars: A = 0.5 cm; B = 1 mm; C = 0.5 cm; D = 1 mm.

FIGURE 6.Microscopic structures of Coltricia zixishanensis: basidiospores (A), basidia (B), basidioles (C), part of the section of hymenium (D), hyphae from context (E). Bars: A-E = 10 µm.


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。

FIGURE 7. Basidiomata of Coltriciella yunnanensis: The front of the basidiomata (A-B), the back of the basidiomata (C), a section of hymenophore (D). Bars: A = 0.5cm; B = 1 mm; C = 0.5 cm; D = 1 mm.

FIGURE 8. Microscopic structures of Coltriciella yunnanensis: basidiospores (A), basidia (B); basidioles (C); part of the veitical section of hymenium (D); hyphae from context (E). Bars: A Bars: (A-E)= 10 μm.

西南林业大学生物多样性保护学院森林保护专业赵长林教授和赵健博士为论文的通讯作者,西南林业大学生物多样性保护学院森林保护学专业硕士研究生周倩为论文的第一作者。该研究感谢国家自然科学基金面上项目(Project No. 32170004)、和云南省高层次人才计划项目(YNQR-QNRC-2018-111) 资助。


原文链接:

https://www.mdpi.com/2309-608X/10/3/205pdf


课题组网站:

http://www.fungitaxonomy.com/charlie/imgart.asp?classid=2.html


文字:周倩

图片:周倩

校对:杨新 邓莹莲

复审:周洪敏 杨新

终审:赵长林

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