《Myochromella全球分布图谱:基于扩增子公共数据库的物种多样性探索与系统发育分析》

【字体: 时间:2025年05月25日 来源:BMC Microbiology 4

编辑推荐:

  本研究通过整合NCBI-GenBank和UNITE数据库的ITS序列及环境扩增子数据,首次系统解析了伞菌目石蕊科(lyophyllaceae)新属Myochromella的全球分布格局与物种多样性。研究人员采用多基因(ITS+nLSU+EF1-α)系统发育分析结合形态学鉴定,发现11个潜在物种(含8个未命名种),揭示该属以北半球为主的特有分布模式。该研究为利用公共数据库评估大型真菌多样性提供了创新范式,成果发表于《BMC Microbiology》。

  

在陆地生态系统的复杂图景中,真菌作为关键组分长期被低估。尽管高通量测序技术已将预估真菌物种数提升至1170-1320万种,但迄今仅15万种被正式描述。这种巨大的认知鸿沟在伞菌目石蕊科中尤为突出——该科包含众多生态功能独特的物种,但新属Myochromella自2014年建立以来仅记载2个物种,其全球分布与多样性始终成谜。传统形态分类受限于采样偏差和鉴定难度,而公共数据库中海量的环境DNA数据尚未被充分挖掘。

吉林农业大学的研究团队开创性地将经典分类学与大数据挖掘相结合,通过分析NCBI-GenBank的ITS序列和269,412份环境扩增子数据,绘制了Myochromella的全球分布图谱。研究采用多基因系统发育分析(ITS+nLSU+EF1-α)、98%相似度OTU聚类和形态学观察等技术手段,标本采集自中国西南高海拔地区(四川九龙县、云南德钦县,海拔3000-4000米)。

主要技术方法

  1. 公共数据挖掘:从NCBI-SRA下载全球真菌ITS扩增子数据,使用vsearch进行序列质量控制与嵌合体去除
  2. 多基因系统发育:采用MAFFT比对、IQ-TREE和MrBayes构建最大似然树与贝叶斯树
  3. 形态学鉴定:基于Kornerup比色体系描述宏观特征,ZEISS显微镜观察微观结构
  4. 物种界定:以98% ITS2相似度阈值划分操作分类单元(OTU)

研究结果
分类学
描述新种Myochromella mammosa:其钟形菌盖具乳突状中央隆起(6.3-7.9×3.5-4.2 μm杏仁状担孢子),区别于近缘种M. inolens的菌盖条纹和M. boudieri的腐臭味。分子系统学支持其作为独立分支(ML-BP=98/BI-PP=0.99)。

系统发育分析
三基因联合分析显示Myochromella与Calocybella、Gerhardtia构成姐妹群。基于ITS2的OTU聚类识别出11个潜在物种,其中Myochromella_PS1(占总数46.15%)广布欧美,而Myochromella_PS(3-8)仅见于亚洲,呈现明显地理隔离。

全球物种多样性
北半球集中了90%的记录物种,南半球仅在阿根廷蒂格雷和智利瓦尔迪维亚有零星分布。Upset图显示跨大陆物种交流罕见,暗示多数种类呈地域性分布。

讨论与意义
该研究首次揭示Myochromella存在至少11个物种(含6个潜在新种),远超既往认知。其CAZyme(碳水化合物活性酶)基因特征显著不同于白蚁共生菌Termitomyces,为理解腐生真菌的进化策略提供新线索。方法学上,建立的环境DNA挖掘流程可推广至其他类群研究,有效缓解大型真菌采样不足的瓶颈。值得注意的是,公共数据库中约30%的序列存在分类错误,凸显多证据整合(形态+多基因+生态位)在真菌分类中的必要性。

这项发表于《BMC Microbiology》的研究不仅刷新了对Myochromella生物地理格局的认知,更开创了利用公共数据库辅助大型真菌资源发现的创新模式。未来随着热带地区环境DNA数据的积累,或将进一步改写全球真菌多样性图谱。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号