亚洲与大洋洲黑孔菌属(多孔菌目,担子菌门)系统发育与分类学研究揭示四个新种及其生态意义

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:MycoKeys 2.8

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  本研究针对黑孔菌属(Nigroporus)在亚洲和大洋洲的分类混乱问题,通过形态学比较和分子系统发育分析(ITS+nLSU+TEF1基因),确认了N. vinosus物种复合体的存在,并描述N. australianus、N. austroasianus、N. subvinosus和N. yunnanensis四个新种。研究解决了该属长期存在的分类争议,为森林生态系统木质降解机制研究提供重要分类学基础。

  

在热带和亚热带森林生态系统中,黑孔菌属(Nigroporus)作为重要的白腐真菌,在木质素降解和养分循环中扮演关键角色。然而该属长期存在分类学混乱,特别是模式种N. vinosus被广泛报道于中国等地,但缺乏分子证据支持其分类地位。传统形态分类难以区分近缘物种,而分子系统发育研究又存在样本覆盖不足的问题,导致该属物种多样性被严重低估。这种分类学不确定性直接影响了对其生态功能的准确评估,也阻碍了相关生物活性物质的开发利用。

北京林业大学的研究人员联合国内外团队,通过整合形态学特征和分子系统发育证据,对亚洲与大洋洲的黑孔菌属标本进行了全面修订。研究采集了来自中国云南、西藏、马来西亚和澳大利亚等地的标本,结合历史馆藏样本,采用多基因(ITS+nLSU+TEF1)系统发育分析方法,揭示了N. vinosus实际上是一个包含多个隐存种的物种复合体。相关成果发表在真菌学专业期刊《MycoKeys》上。

研究主要采用了三种关键技术:1) 形态学显微观察技术,包括棉蓝(CB)和梅尔泽试剂(IKI)染色;2) 分子系统发育分析技术,通过CTAB法提取DNA,扩增ITS、nLSU和TEF1基因片段;3) 最大似然法(ML)和贝叶斯推断(BI)构建系统发育树,使用RAxML和MrBayes软件进行分析。

【Phylogenetic analyses】
基于ITS+nLSU双基因数据集的分析显示,黑孔菌属在Steccherinaceae科内形成独立分支,新发现的四个物种构成四个显著支持的单系群(ML-BS 57-99%,BPP 0.97-1.00)。三基因(ITS+nLSU+TEF1)分析进一步确认:N. australianus形成独立分支,N. subvinosus与N. austroasianus及N. yunnanensis构成姐妹群,而N. austroasianus又与N. yunnanensis互为姐妹种。

【Taxonomy】
形态学研究表明四个新种虽与N. vinosus相似,但存在稳定差异:

  1. N. australianus:产自澳大利亚,以较窄的担孢子(3.4-4.1×1.3-1.5 μm)和较厚的菌丝(3.2-6.4 μm)为特征;
  2. N. austroasianus:分布于马来西亚和中国热带地区,具小孔(10-13个/mm)和小型担孢子(3-4.1×1.5-2 μm);
  3. N. subvinosus:亚洲常见种,具薄壁骨骼菌丝和梨形担子;
  4. N. yunnanensis:云南特有种,菌盖较薄(基部2.5 mm),具较大担孢子(4-4.5×1.9-2.2 μm)。

【Discussion】
研究首次通过分子证据证实N. vinosus在亚洲的分布,并揭示其实际上是一个包含多个隐存种的复合体。新建立的分类系统解决了长期存在的鉴定难题,特别是澄清了历史上Polyporus tristis命名的混乱。研究还发现不同地理种群存在明显遗传分化,如马来西亚和中国南部的N. austroasianus虽形态相似但遗传距离较大。这些发现不仅完善了多孔菌目的分类框架,也为后续研究不同物种在木质降解效率、次生代谢产物合成等方面的差异提供了准确分类基础。

该研究通过整合宏观形态、显微特征和多基因系统发育分析,为真菌资源评估和森林生态系统研究建立了可靠的分类学基础。特别值得注意的是,新描述的N. yunnanensis等物种显示出明显的地理特异性,这对理解真菌物种形成和分布格局具有重要启示。这些成果将直接促进对白腐真菌在碳循环中作用的深入研究,并为开发新型木质降解酶提供准确的物种资源信息。

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