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在真菌界中，真菌主要分為腐生菌、寄生菌和共生菌。在共生菌中，有一類(lèi)真菌通過(guò)與植物的根系形成外生菌根結(jié)構(gòu)，建立了真菌與植物互利共生的生態(tài)關(guān)系。深入研究這種共生關(guān)系對(duì)真菌物種分化的影響，有助于理解真菌與植物之間的協(xié)同進(jìn)化。

鵝膏科是大型真菌中物種較為豐富的一個(gè)科，包含5個(gè)屬，全球已知有700余種。該科真菌既包括腐生菌，也包括外生菌根菌。其中外生菌根菌能與松科、殼斗科、豆科和龍腦香科等十多個(gè)科的高等植物形成共生關(guān)系。因此，研究鵝膏科的物種多樣化歷史，可以回答該科腐生真菌物種寡少、共生真菌物種繁多的成因。

中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所真菌多樣性與進(jìn)化專(zhuān)題組，在廣泛采樣及與國(guó)內(nèi)外同行合作的基礎(chǔ)上，選取代表性物種，采用二代測(cè)序技術(shù)，基于單拷貝直系同源基因數(shù)據(jù)構(gòu)建了鵝膏科的系統(tǒng)發(fā)育框架，成功解析了科內(nèi)5個(gè)屬及屬下各個(gè)組之間的親緣關(guān)系。基于這一高分辨率和高解析度的系統(tǒng)發(fā)育框架，采用同位素（C和N）含量測(cè)量方法，揭示了科內(nèi)各屬物種的營(yíng)養(yǎng)類(lèi)型及其演化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)早期分化出的4個(gè)屬都是腐生真菌。在鵝膏屬中，最早分化出的鱗鵝膏亞屬也是腐生型的，此后才單次演化出了該屬的其他外生菌根菌。

基于該科530余個(gè)物種的4個(gè)核基因片段（ITS，LSU，rpb2和tef1-α）數(shù)據(jù)，通過(guò)分化時(shí)間估算、祖先狀態(tài)重建和物種多樣化速率分析等研究了鵝膏科的多樣化歷史。結(jié)果表明，鵝膏科可能起源于早白堊紀(jì)（約123Ma），為腐生型真菌，于白堊紀(jì)中期（約95Ma）演化出了外生菌根菌。在鵝膏科物種的演化歷史過(guò)程中，物種分化速率并不是恒定的，而是經(jīng)歷了多次快速分化。鵝膏科真菌與植物形成共生關(guān)系及鵝膏科真菌在不同科屬植物之間的轉(zhuǎn)換，是促進(jìn)該科物種快速分化的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。

該研究對(duì)認(rèn)識(shí)大型真菌的物種多樣化形成歷史與其與植物之間的協(xié)同進(jìn)化具有較重要的科學(xué)意義。研究成果以The evolution of ectomycorrhizal symbiosis and host-plant switches are the main drivers for diversification of Amanitaceae (Agaricales,Basidiomycota)為題發(fā)表在BMC Biology上。昆明植物所蔡箐副研究員為論文第一作者，楊祝良研究員為通訊作者。該研究得到了中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)（B類(lèi)）、云南省科技領(lǐng)軍人才項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。

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圖1?基于36個(gè)單拷貝直系同源基因構(gòu)建的鵝膏科系統(tǒng)框架

圖2?鵝膏科物種多樣化速率的時(shí)間變化與不同祖先宿主植物的關(guān)系