海南热带雨林国家公园落叶层发现两种新炭角菌:形态学与分子系统学揭示其分类地位与生态功能

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:MycoKeys 2.8

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  本研究针对热带雨林生态系统中炭角菌属(Xylaria)物种多样性认知不足的问题,通过整合形态学特征与ITS-RPB2-TUB2多基因系统发育分析,在海南热带雨forest National Park落叶层发现并描述了两个新种——针状炭角菌(X. acifer)和瘤突炭角菌(X. tuberculosa),建立了全球46种落叶相关炭角菌的检索表,为森林生态系统物质循环研究和药用真菌资源开发提供了重要基础数据。

  

在热带雨林生态系统中,真菌作为关键的分解者在物质循环过程中扮演着不可替代的角色。炭角菌属(Xylaria)作为炭角菌科(Xylariaceae)的模式属,不仅具有重要的生态功能,其代谢产物更展现出抗菌、抗癌和抗氧化等药用价值。然而,该属物种形态复杂且多数生长在朽木上,与落叶相关的种类因个体微小、分布稀疏而长期被忽视。海南热带雨林国家公园作为我国生物多样性热点区域,其丰富的植被为真菌提供了独特生态位,但相关研究仍存在大量空白。

海南省林业科学研究院的研究团队通过系统的野外调查,在该公园吊罗山区的落叶层中发现两种形态独特的炭角菌。研究人员采用VHX-5000数码显微镜和Leica DM6B全自动光学显微镜进行显微形态观察,结合CTAB法提取DNA,扩增ITS、RPB2和TUB2基因片段,使用MAFFT v.7和RAxML v.8.2.10等软件构建多基因系统发育树,最终确认这两个新分类单元——针状炭角菌(Xylaria acifer)和瘤突炭角菌(X. tuberculosa),相关成果发表在真菌学专业期刊《MycoKeys》上。

分子系统学分析
基于3072个联合基因位点(含1374个简约信息位点)的ML和BI分析显示,X. acifer与X. hedyosmicola聚为一支,而X. tuberculosa则与X. filiformis等物种构成独立分支,支持率均超过95%/0.95。这一结果从分子层面证实了两个新种的分类地位。

新种形态特征
X. acifer以其25-50 mm的针状子座为特征,子囊孢子呈椭球形至纺锤形(10.6×4.2 μm),两端具透明鞘状非细胞附属物;X. tuberculosa则具有3-6 mm的瘤状子座,子囊孢子更小(7.6×3.8 μm),表面密布半裸露的囊壳突起。电镜观察进一步揭示了其孢子表面超微结构差异。

分类学意义
研究建立的46种落叶相关炭角菌检索表,解决了长期以来因X. filiformis鉴定混乱导致的分类难题。特别指出X. acifer与近似种X. vittatipiliformis的区别在于后者具有条带状剥离层和更大孢子(11-12×6-7 μm);而X. tuberculosa区别于X. polysporicola的关键在于更小的孢子和不同的囊壳环结构。

生态学价值
这两种专性落叶分解菌的发现,揭示了热带雨林凋落物分解过程中真菌的功能特异性。其黑色素合成能力形成的物理化学屏障,可能解释其在高湿环境中竞争优势的形成机制。研究强调不同分解程度的叶片可能孕育特有种群,这对理解热带生态系统碳循环具有启示意义。

该研究不仅扩充了全球炭角菌资源库,其建立的多维度鉴定体系(形态-分子-生态)为复杂类群的分类研究提供了范式。后续研究可深入探究这些菌株的次级代谢产物及其在医药领域的应用潜力,同时建议加强热带岛屿特有真菌资源的保护。

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