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中國科學(xué)院昆明植物研究所
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給奇妙擔(dān)子地衣家族理一理家譜

文章來源:中國科學(xué)院東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室  |  發(fā)布時(shí)間:2018-04-23  |  作者:劉棟,王欣宇  |  瀏覽次數(shù):  |  【打印】 【關(guān)閉

 

  地衣是一類特殊的藻菌共生體,是由共生藻與共生菌通過互惠共生的方式而形成的完整而穩(wěn)定的微型生態(tài)系統(tǒng),因此具有了很強(qiáng)的生態(tài)適應(yīng)性,從南、北兩極到赤道,從高山到沙漠中心都有地衣的分布。目前,全球已知的地衣物種數(shù)為19,387種,這其中99%的地衣共生菌是子囊菌,僅1%是擔(dān)子菌,這類地衣被稱為擔(dān)子地衣(basidiolichen)。

  中國的擔(dān)子地衣主要分布在中國南部的云南、福建、臺灣等地區(qū)。相對于子囊地衣,由于擔(dān)子地衣與非地衣型真菌的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系更近,因此它對探索地衣的藻菌共生機(jī)理具有重要意義。

 

圖1:擔(dān)子地衣的傘形子實(shí)體(左)和棒狀子實(shí)體(右)。攝影:王立松 

  擔(dān)子地衣的有性繁殖可形成傘形或棒狀的子實(shí)體(即擔(dān)子果,圖1)。由于早期對擔(dān)子地衣缺乏認(rèn)識,一些地衣學(xué)家采集擔(dān)子地衣時(shí)僅采集了地衣體部分,并將其視為無性地衣體,例如荷菇屬(Coriscium Vain. 1890);而子實(shí)體部分則被真菌學(xué)家采集,并作為獨(dú)立存在的非地衣型真菌研究,例如臍菇屬(Omphalina Quél. 1886)。直至70年代后,真菌學(xué)家 Roskin 和 Oberwinkler 等通過電子顯微鏡觀察發(fā)現(xiàn)了擔(dān)子菌與藻類之間的共生關(guān)系,更多的擔(dān)子地衣才被重新認(rèn)識。隨著現(xiàn)代分子技術(shù)在地衣分類系統(tǒng)中的應(yīng)用,通過特定基因片段的測序(如 ITS 等),更為客觀地證明了擔(dān)子地衣的擔(dān)子果部分與地衣體部分的真菌是完全相同的,這為進(jìn)一步認(rèn)識擔(dān)子地衣提供了大量的信息,例如地衣小荷葉屬(Lichenomphalia Redhead, Lutzoni, Moncalvo & Vilgalys 2002)就是在此研究基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)的新屬(圖2)。

 

圖2. 地衣小荷葉屬的野外生境照片。攝影:王立松 

  早期中國的擔(dān)子地衣中絕大多數(shù)物種是由真菌學(xué)家進(jìn)行研究,且僅有對單個(gè)屬、種的形態(tài)分類零星報(bào)道,缺乏分子系統(tǒng)學(xué)的支持,物種分布和屬種間系統(tǒng)關(guān)系不清。近年,中國科學(xué)院昆明植物研究所王立松課題組首次對中國的擔(dān)子地衣展開了系統(tǒng)的分類研究。在本研究開展之前,中國報(bào)道的擔(dān)子地衣大多被放到了雞油菌目(Cantharellales)、多枝瑚屬(Multiclavula)當(dāng)中。1986年,真菌學(xué)家 Petersen、臧穆首次在云南西雙版納發(fā)現(xiàn)了多枝瑚屬 1新種,即:中華地衣多枝瑚 ( M.sinensis ),以及中國新記錄種濕地多枝瑚 ( M.fossicola );1996年,臧穆在中國橫斷山區(qū)相繼又報(bào)道了該屬的4個(gè)種。本研究通過系統(tǒng)的標(biāo)本補(bǔ)點(diǎn)采集、模式標(biāo)本研究、形態(tài)學(xué)和解剖特征研究、原產(chǎn)地新鮮標(biāo)本 DNA 分子材料的采集、特征片段的擴(kuò)增、以及系統(tǒng)發(fā)育分析等研究方法,綜合分析了該類擔(dān)子地衣的表型與基因型數(shù)據(jù),重新對物種的分類界線進(jìn)行了界定。研究表明,中國并不存在多枝瑚屬擔(dān)子地衣,上述報(bào)道的多枝瑚屬物種實(shí)際上均為蓮葉衣目(Lepidostromatales)、麗燭衣屬( Sulzbacheromyces B.P. Hodk. & Lücking )下的物種,中國共有4種,其中包含2個(gè)新種,即:雙色麗燭衣 Sulzbacheromyces bicolor D. Liu, Li S. Wang & Goffinet 和云南麗燭衣S.yunnanensis D. Liu, Li S.Wang & Goffinet;以及由兩個(gè)已知物種構(gòu)成的新組合濕地麗燭衣 S.fossicolus(= M. fossicola)和中華麗燭衣S.sinensis(= M. sinensis)。

  在研究過程中科研人員還發(fā)現(xiàn),眼斑芫箐(Mylabris cichorii)以云南麗燭衣為食,該種的群落分布與眼斑芫箐的分布和生活史有重合,推測二者可能存在互惠關(guān)系(圖3)。該圖片也被作為了最新一期的 Mycologia (Vol. 107, No. 5)封面。

 

圖3. 眼斑芫箐正在啃食云南麗燭衣。攝影:王立松 

  同時(shí),王立松課題組也通過國際合作研究,獲得了非洲和南美洲等地區(qū)的分子材料,包含了蓮葉衣目下的三個(gè)屬:球皿葉屬(Ertzia), 蓮葉衣屬(Lepidostroma)和麗燭衣屬。至此,本研究已包含了全球蓮葉衣目下的所有物種,澄清了蓮葉衣目下各屬、種間的系統(tǒng)進(jìn)化關(guān)系(圖4)。研究成果以 Circumscription and phylogeny of the Lepidostromatales ( lichenized Basidiomycota ) following discovery of new species from China and Africa 為題,發(fā)表在最新一期的真菌學(xué)主流期刊 Mycologia 上。

 

  圖4. 基于 LSU 和 SSU 片段建立的蓮葉衣目及近緣類群系統(tǒng)發(fā)育樹。 

 ?。ㄘ?zé)任編輯:李雪)


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