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如何认识地衣型真菌的物种多样性?

  地衣型真菌是一类能与蓝细菌或藻类共生形成稳定有机体的特化真菌,其物种演化和分类界定仍在不断地探索中。茶渍科是地衣型真菌的第五大科,含1000余种,是地衣分类中问题最多、最为复杂的类群之一。其中,多形茶渍Lecanora polytropa (Hoffm.) Rabenh为世界广布种,不同材料间形态差异较大,使该种下亚种、变种和变型多达40余个。

 

图1 多形茶渍Lecanora polytropa复合群形态特征 

  中国科学院昆明植物研究所联合美国杨百翰大学、加拿大自然博物馆的科研人员,对采自亚洲、欧洲、北美洲和南美洲的300余份多形茶渍样品开展了物种界定研究。自主扩增的ITS序列结合GenBank的分子序列,采用ASAP和bPTP分析方法对多形茶渍复合群进行物种划分,ASAP分析结果显示该复合群包含62-103个种级分支,其中支持102-和103-个物种的计算模型获得ASAP的最佳得分;bPTP的物种划分结果为73个种级分支,与ASAP的结果基本一致。这些种级分支中仅10%左右为跨洲际分布。同时对该种复合群的五基因(ITS、nuLSU、RPB1、RPB2、mtSSU)系统发育分析显示:绝大多数ASAP获得的种级分支与多基因分析结果一致。在此基础上,研究人员选取了美国西部的32个代表样品进行简略基因组测序,基于1209个单拷贝核基因构建的系统发育树同样支持ASAP的物种划分结果;线粒体基因组分析检测到一个基因渐渗事件,其余种级分支也与ASAP的划分结果一致。 

 

图2 基于ITS-nuLSU-RPB1-RPB2和mtSSU联合矩阵采用最大似然法构建的Lecanora polytropa group系统发育树,右侧分类群名称为ASAP划分的种级分支 

  文章首次从DNA层面揭示了多形茶渍复合群极其丰富的物种多样性,并对该复合群下潜在物种的地理分布进行了初步分析,为该类群的分类研究提供了新视野。多形茶渍复合群或可作为地衣型真菌谱系生物地理和物种形成研究的模式类群。 

  以上研究成果近日以Providing Scale to a Known Taxonomic Unknown—At Least a 70-Fold Increase in Species Diversity in a Cosmopolitan Nominal Taxon of Lichen-Forming Fungi为题在国际真菌期刊Journal of Fungi的地衣型真菌物种多样性、生态和进化历史特刊发表。中国科学院昆明植物研究所张雁云博士和美国杨百翰大学Jeffrey Clancy博士为论文共同第一作者,中国科学院昆明植物研究所王立松研究员和美国杨百翰大学Steven D. Leavitt副教授为论文共同通讯作者。上述工作得到国家自然科学基金面上项目(31970022、31750001),第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0503),Canyonlands Natural History Association(Moab, UT, USA)和M.L. Bean Museum of Life Sciences at Brigham Young University(Provo, UT, USA)的经费支持。 

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