福建栓菌的多樣性及其之間的相互關系,微生物論文

福建栓菌的多樣性及其之間的相互關系,微生物論文栓菌〔TrametesFr.〕由Fries于1835年建立，形式種為香栓孔菌〔T.suaveolens(L.)Fr.〕。栓菌的價值較高，應用范圍廣泛，其主要應用于漆酶、燃料脫色、藥用等眾多方面，例如，云芝的藥用效果顯著。近年來，應用菌絲體發(fā)酵進行提取，已開發(fā)出很多種抗癌藥。該屬在分類學上屬于真菌門〔EumycotaTraub〕擔子菌亞門〔BasidiomycotinaAinsw.〕非褶菌目〔AphyllophoralesRea〕多孔菌科(PolyporaceaeFr.exCorda)，其物種多樣性特別豐富，當前在MycoBank數(shù)據(jù)庫共記載了859條栓菌記錄，在IndexFungorum數(shù)據(jù)庫中有831條記錄。實際上該屬只要約50個種，華而不實9個種為藥用真菌。近30年里，栓菌的一些新種和新紀錄種被描繪敘述，同時對于一些之前描繪敘述過的種的形式標本的研究也在開展中?？偟膩碇v，我們國家的栓菌很豐富，在已被報道的41個種中有27個種是在我們國家發(fā)現(xiàn)的。栓菌詳細種的劃分還比擬混亂，多數(shù)研究者以為栓菌是多孔菌科中最不易劃清屬界的一個類群。造成這個問題的原因是當前對栓菌的鑒定主要還是基于形態(tài)學特征，這對于栓菌的某些近緣種的鑒定比擬困難。近年來，隨著分子生物學的發(fā)展，真菌系統(tǒng)發(fā)育學的研究也日漸深切進入，對栓菌的分子系統(tǒng)學研究也是如此。Ko等應用核糖體小亞基(mtSSU)序列對栓菌進行了系統(tǒng)發(fā)育學研究；Toms姚ovsky等利用核糖體的LSU和ITS序列對歐洲的栓菌進行了系統(tǒng)發(fā)育學研究。張小青等應用ITS序列分析了我們國家栓菌各種之間的親緣關系。Justo等研究了栓菌及其近緣屬的系統(tǒng)發(fā)育關系，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)栓菌的種聚類在trametoidclade。而李海蛟在參加了更多類似類群后構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹中發(fā)現(xiàn)褐孔菌屬〔LenzitesFr.〕和紅孔菌屬〔PycnoporusP.Karst.〕與栓菌的種聚在一起。對于福建地區(qū)栓菌的相關研究與報道不多，但也顯示了福建栓菌的多樣性。黃年來等以武夷山等自然保衛(wèi)為標本重點采集點，結(jié)合閩南、閩東、閩中、閩西、閩北各地采集并鑒定了福建省大型真菌，華而不實栓菌有6個種，包括云芝〔T.versicolor(L.)Lloyd〕、肉色栓菌〔T.dickinsiiBerk.〕、偏腫栓菌〔T.gibbosa(Pers.)Fr.〕、灰栓菌〔T.griseo-dura(Lioyd)Teng.)、東方栓菌〔T.orientalis(Yasuda)Imaz.〕和香栓菌〔T.suaveolens(L.)Fr.〕。除此之外一些針對全國范圍內(nèi)木腐菌的報道也提到一些栓菌，而這些栓菌有些在福建也有分布。20202020年，在對福建省福州市和閩南地區(qū)3個城市〔泉州市、廈門市和漳州市〕市區(qū)木腐菌的調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)6種共19個栓菌的樣本。在總結(jié)前人對福建栓菌的研究中統(tǒng)計出當前在福建發(fā)現(xiàn)的栓菌一共有21種左右，超過全國已經(jīng)知道栓菌的70％，但是報道都是比擬零散的。本文在前人研究的基礎上，總結(jié)福建栓菌的多樣性；并結(jié)合試驗所得的ITS序列和GenBank里的福建栓菌相應種已有的ITS序列，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，以從分子生物學的角度理清福建栓菌的多樣性及其之間的互相關系，最后，對福建已經(jīng)知道的21個栓菌做分類檢索表。1材料與方式方法1.1試驗材料19個供試栓菌的子實體，于20202020年采自福建地區(qū)，用于系統(tǒng)發(fā)育分析的序列信息見表1。【表1.略】植物基因組DNA提取試劑盒、膠回收純化試劑盒、2ReactionMix、DL2000Marker均購于天根生化科技(北京)有限公司；常用引物ITS4(5-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3)和ITS1F(5-CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA-3)購于鉑尚生物技術〔上?！秤邢薰尽?.2試驗方式方法1.2.1DNA提取采集子實體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組DNA提取試劑盒進行。1.2.2PCR擴增以ITS通用引物ITS1F/ITS4對供試材料進行PCR擴增。擴增體系在Hu等用的體系上加以修改：mix：12L，ITS1F/ITS4引物各1L，ddH2O10.5L，DNA模板0.5L，反響總體積25L。PCR反響程序：94℃5min；32個循環(huán)〔94℃30s，56.5℃30s，72℃1min〕；72℃10min。PCR產(chǎn)物檢測濃度和純度后進行純化，然后送往鉑尚生物技術〔上?！秤邢薰具M行測序。1.2.3ITS系統(tǒng)發(fā)育分析。。將測序得到的ITS序列使用Bioedit軟件打開，檢查堿基的讀取能否正確，并將序列前后信號不好的堿基刪除；從GenBank中通過Blast檢索獲得類似度較高且可信度高的參考序列和適當?shù)耐馊悍N，用Clustalx軟件進行多重對位排列〔Multiplealignments〕，再用Bioedit對已經(jīng)比對好的序列進行必要的手動修正，然后用PAUP4.0、MrModeltest、MrBayes和Treeview等軟件構(gòu)建系統(tǒng)進化樹并分析序列結(jié)果。2結(jié)果與分析2.1福建栓菌多樣性從采樣結(jié)果來看，福州是栓菌分布最多的地區(qū)，采到的6種栓菌在福州都有分布。云芝栓孔菌(T.versicolor)、毛栓孔菌(T.hirsuta)和血紅密孔菌(T.sanguinea)是常見的種，至少出如今兩個采樣地區(qū)。由于生長環(huán)境的不同，即便是同一個種的子實體在不同環(huán)境下可以能出現(xiàn)不同的形態(tài)特征。本研究采集到6個種的子實體照片見圖1?！緢D1.略】當前在福建發(fā)現(xiàn)的栓菌有21種左右，超過全國已經(jīng)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區(qū)都能找到栓菌。因而，福建栓菌的多樣性比擬豐富。2.2福建栓菌系統(tǒng)發(fā)育樹通過在NCBI里面查找栓菌的序列，發(fā)現(xiàn)福建21個栓菌有17個種有ITS序列。利用PAUP4.0等軟件對這些序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，得到最大簡約(maximumparsimony,MP)、最大似然(maximumlikelihood,ML)等系統(tǒng)發(fā)育樹。通過比較他們的拓撲結(jié)構(gòu)，使用Dentocorticiumsulphurellum(JN165018)作為外群種，用華而不實1棵最大簡約樹用來展現(xiàn)福建栓菌的系統(tǒng)發(fā)育情況〔圖2〕，分支處左邊的數(shù)值為50%以上的自引導值，右邊的數(shù)值為0.7以上的MrBayes3.0程序計算出來的后驗概率。從圖2能夠看出，大部分種都能各自聚在一起，但是一些大的分支支持率不高，這跟前人的一些研究有一樣之處。比方，Justo等通過分析LSU、ITS、RPB1、RPB2和TEF1-alpha的序列，構(gòu)建了多棵系統(tǒng)發(fā)育樹，發(fā)現(xiàn)栓菌是一個多系發(fā)育的屬，部分栓菌跟其他屬混在一起。另外，Welti等用ITS和RPB2序列構(gòu)建栓菌的系統(tǒng)發(fā)育樹時用到了樣本號為CBS25774的T.ochracea〔Genbank里ITS序列號為JN645077〕，在所得的發(fā)育樹中與T.versicolor和其他的T.ochracea序列構(gòu)成支持率很高的一個分的特征、孔口的形狀和數(shù)量和擔孢子的大小等對當前已經(jīng)知道的21種福建栓菌進行分類檢索，以方便今后對福建栓菌的鑒定和研究?！緢D2.略】3結(jié)論與討論通過總結(jié)前人的研究和本研究的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)福建栓菌的多樣性比擬豐富，但是分布較分散。這可能與采樣的地區(qū)和次數(shù)有關。從本研究發(fā)現(xiàn)的6個栓菌種來看，在人口密集，生態(tài)環(huán)境相對惡劣的城市環(huán)境中，栓菌的分布相對而言較少。但是這些為數(shù)不多的栓菌卻能對樹木的生長造成極大的危害，甚至引起樹木的倒塌，對人民的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成極大的威脅。固然本研究的17個種大部分都能各自構(gòu)成單獨的分支，但是這些種之間的關系卻不明朗。究其原因，一是由于栓菌種類繁多，種類的準確鑒定不容易做到；二是由于栓菌分種的主要形態(tài)特征確實定。因而，除了結(jié)合多基因的序列和栓菌的形態(tài)特征外，可能還需要尋求其他的一些方式方法來找到栓菌的最佳分類方式方法固然當前栓菌用于分類的形態(tài)特征比擬混亂，但是通過子實體的顏色和氣味、菌蓋的特征等宏觀形態(tài)特征，以及孔口的形狀和數(shù)量和擔孢子的大小等微觀形態(tài)特征對當前已經(jīng)知道的21個福建栓菌種編寫分類檢索表還是很有必要的。這既是對過去研究的總結(jié)，也為將來牽涉到福建栓菌的研究提供了一個比擬直觀有效的分類方式方法。以下為參考文獻：[1]KirkPM,CannonPF,MinterMW,etal.DictionaryoftheFungi,10thedition[M].Wallingford,U.K:CABInternational,2008.[2]畢旺華,田雪梅.毛栓孔菌菌絲體生長營養(yǎng)條件的優(yōu)化研究[J].青島農(nóng)業(yè)大學學報,2020,29(1):51-54.[3]戴玉成,圖力古爾.中國東北野生食藥用