福建栓菌的多樣性及其之間的相互關(guān)系,微生物論文

福建栓菌的多樣性及其之間的相互關(guān)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(jià)值較高，應(yīng)用范圍廣泛，其主要應(yīng)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(lái)，應(yīng)用菌絲體發(fā)酵進(jìn)行提取，已開(kāi)發(fā)出很多種抗癌藥。該屬在分類學(xué)上屬于真菌門〔EumycotaTraub〕擔(dān)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(dāng)前在MycoBank數(shù)據(jù)庫(kù)共記載了859條栓菌記錄，在IndexFungorum數(shù)據(jù)庫(kù)中有831條記錄。實(shí)際上該屬只要約50個(gè)種，華而不實(shí)9個(gè)種為藥用真菌。近30年里，栓菌的一些新種和新紀(jì)錄種被描繪敘述，同時(shí)對(duì)于一些之前描繪敘述過(guò)的種的形式標(biāo)本的研究也在開(kāi)展中?？偟膩?lái)講，我們國(guó)家的栓菌很豐富，在已被報(bào)道的41個(gè)種中有27個(gè)種是在我們國(guó)家發(fā)現(xiàn)的。栓菌詳細(xì)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(gè)類群。造成這個(gè)問(wèn)題的原因是當(dāng)前對(duì)栓菌的鑒定主要還是基于形態(tài)學(xué)特征，這對(duì)于栓菌的某些近緣種的鑒定比擬困難。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，真菌系統(tǒng)發(fā)育學(xué)的研究也日漸深切進(jìn)入，對(duì)栓菌的分子系統(tǒng)學(xué)研究也是如此。Ko等應(yīng)用核糖體小亞基(mtSSU)序列對(duì)栓菌進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育學(xué)研究；Toms姚ovsky等利用核糖體的LSU和ITS序列對(duì)歐洲的栓菌進(jìn)行了系統(tǒng)發(fā)育學(xué)研究。張小青等應(yīng)用ITS序列分析了我們國(guó)家栓菌各種之間的親緣關(guān)系。Justo等研究了栓菌及其近緣屬的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)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(duì)于福建地區(qū)栓菌的相關(guān)研究與報(bào)道不多，但也顯示了福建栓菌的多樣性。黃年來(lái)等以武夷山等自然保衛(wèi)為標(biāo)本重點(diǎn)采集點(diǎn)，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(shí)栓菌有6個(gè)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(duì)全國(guó)范圍內(nèi)木腐菌的報(bào)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(duì)福建省福州市和閩南地區(qū)3個(gè)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(gè)栓菌的樣本。在總結(jié)前人對(duì)福建栓菌的研究中統(tǒng)計(jì)出當(dāng)前在福建發(fā)現(xiàn)的栓菌一共有21種左右，超過(guò)全國(guó)已經(jīng)知道栓菌的70％，但是報(bào)道都是比擬零散的。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，總結(jié)福建栓菌的多樣性；并結(jié)合試驗(yàn)所得的ITS序列和GenBank里的福建栓菌相應(yīng)種已有的ITS序列，構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，以從分子生物學(xué)的角度理清福建栓菌的多樣性及其之間的互相關(guān)系，最后，對(duì)福建已經(jīng)知道的21個(gè)栓菌做分類檢索表。1材料與方式方法1.1試驗(yàn)材料19個(gè)供試栓菌的子實(shí)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(jiàn)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(gòu)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(gòu)于鉑尚生物技術(shù)〔上?！秤邢薰尽?.2試驗(yàn)方式方法1.2.1DNA提取采集子實(shí)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(jìn)行。1.2.2PCR擴(kuò)增以ITS通用引物ITS1F/ITS4對(duì)供試材料進(jìn)行PCR擴(kuò)增。擴(kuò)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(gè)循環(huán)〔94℃30s，56.5℃30s，72℃1min〕；72℃10min。PCR產(chǎn)物檢測(cè)濃度和純度后進(jìn)行純化，然后送往鉑尚生物技術(shù)〔上海〕有限公司進(jìn)行測(cè)序。1.2.3ITS系統(tǒng)發(fā)育分析。。將測(cè)序得到的ITS序列使用Bioedit軟件打開(kāi)，檢查堿基的讀取能否正確，并將序列前后信號(hào)不好的堿基刪除；從GenBank中通過(guò)Blast檢索獲得類似度較高且可信度高的參考序列和適當(dāng)?shù)耐馊悍N，用Clustalx軟件進(jìn)行多重對(duì)位排列〔Multiplealignments〕，再用Bioedit對(duì)已經(jīng)比對(duì)好的序列進(jìn)行必要的手動(dòng)修正，然后用PAUP4.0、MrModeltest、MrBayes和Treeview等軟件構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)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(lái)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(jiàn)的種，至少出如今兩個(gè)采樣地區(qū)。由于生長(zhǎng)環(huán)境的不同，即便是同一個(gè)種的子實(shí)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(gè)種的子實(shí)體照片見(jiàn)圖1。【圖1.略】當(dāng)前在福建發(fā)現(xiàn)的栓菌有21種左右，超過(guò)全國(guó)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(guò)在NCBI里面查找栓菌的序列，發(fā)現(xiàn)福建21個(gè)栓菌有17個(gè)種有ITS序列。利用PAUP4.0等軟件對(duì)這些序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹，得到最大簡(jiǎn)約(maximumparsimony,MP)、最大似然(maximumlikelihood,ML)等系統(tǒng)發(fā)育樹。通過(guò)比較他們的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用Dentocorticiumsulphurellum(JN165018)作為外群種，用華而不實(shí)1棵最大簡(jiǎn)約樹用來(lái)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(dǎo)值，右邊的數(shù)值為0.7以上的MrBayes3.0程序計(jì)算出來(lái)的后驗(yàn)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(guò)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(gè)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(shí)用到了樣本號(hào)為CBS25774的T.ochracea〔Genbank里ITS序列號(hào)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(gè)分的特征、孔口的形狀和數(shù)量和擔(dān)孢子的大小等對(duì)當(dāng)前已經(jīng)知道的21種福建栓菌進(jìn)行分類檢索，以方便今后對(duì)福建栓菌的鑒定和研究?！緢D2.略】3結(jié)論與討論通過(guò)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(guān)。從本研究發(fā)現(xiàn)的6個(gè)栓菌種來(lái)看，在人口密集，生態(tài)環(huán)境相對(duì)惡劣的城市環(huán)境中，栓菌的分布相對(duì)而言較少。但是這些為數(shù)不多的栓菌卻能對(duì)樹木的生長(zhǎng)造成極大的危害，甚至引起樹木的倒塌，對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成極大的威脅。固然本研究的17個(gè)種大部分都能各自構(gòu)成單獨(dú)的分支，但是這些種之間的關(guān)系卻不明朗。究其原因，一是由于栓菌種類繁多，種類的準(zhǔn)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(shí)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(lái)找到栓菌的最佳分類方式方法固然當(dāng)前栓菌用于分類的形態(tài)特征比擬混亂，但是通過(guò)子實(shí)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(dān)孢子的大小等微觀形態(tài)特征對(duì)當(dāng)前已經(jīng)知道的21個(gè)福建栓菌種編寫分類檢索表還是很有必要的。這既是對(duì)過(guò)去研究的總結(jié)，也為將來(lái)牽涉到福建栓菌的研究提供了一個(gè)比擬直觀有效的分類方式方法。以下為參考文獻(xiàn)：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