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中国云南西南部多孔菌目显革菌科分子系统发育与分类学研究揭示2新属5新种
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月16日 来源:MycoKeys 2.8
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本研究针对中国云南地区木材栖息真菌的分类学难题,通过整合形态学特征与分子证据(ITS+nLSU序列分析),首次提出显革菌科(Phanerochaetaceae)下的2个新属(Paradonkia和Neodonkiella)及5个新种(P. farinacea、N. yinjiangensis、P. albocremea、P. fissurata和P. punctata)。研究采用最大似然法(ML)、最大简约法(MP)和贝叶斯推断(BI)构建系统发育树,揭示了这些类群在Polyporales目中的进化地位,为真菌多样性保护和生态功能研究提供了关键数据。成果发表于《MycoKeys》,对热带-亚热带地区未被充分探索的革菌类真菌(corticioid fungi)分类体系具有重要补充意义。
在真菌王国中,木材栖息真菌扮演着生态系统中"清道夫"和"建筑师"的双重角色。它们不仅是碳循环的关键参与者,还能通过分解木质素和纤维素重塑森林土壤的养分结构。然而,这个隐秘的群体长期以来被科学家忽视——尤其是那些形态简单的革菌类真菌(corticioid fungi),其物种多样性可能远超当前认知。中国西南部的云南-贵州高原以其独特的立体气候和复杂植被,成为这类真菌的"诺亚方舟",但系统的分类学研究仍存在大量空白。
针对这一现状,西南林业大学的研究团队对云南地区的木材栖息真菌展开了系统性调查。通过结合传统形态学观察与现代分子系统发育分析,研究人员在显革菌科(Phanerochaetaceae)中发现了2个全新属和5个新物种。这项突破性研究不仅丰富了真菌分类学知识库,更为理解这类具有木质素降解能力的真菌进化关系提供了关键拼图。相关成果已发表在真菌学专业期刊《MycoKeys》上。
研究团队采用多技术联用的策略:野外标本采集遵循标准化流程(Nikon D7100相机记录原位形态,40℃恒温干燥保存);显微特征观察使用100×油镜结合5% KOH和棉蓝(Cotton Blue)等染色技术;分子分析通过CTAB法提取DNA,扩增核糖体ITS和nLSU基因区域,采用MAFFT v.7进行多序列比对,最终通过ML、MP和BI三种算法构建系统发育树。所有标本凭证保存于西南林业大学标本馆(SWFC)。
分子系统发育分析
基于ITS+nLSU联合数据集(2,205个字符)的系统发育重建显示,新属Paradonkia与Donkia形成姐妹群,而Neodonkiella则与Donkiella聚为一支。拓扑结构支持率(ML bootstrap≥70%,BPP≥0.95)证实这两个新属在Phanerochaetaceae科中的独立分类地位。在Phanerochaete属内,三个新种形成明显分化分支:P. albocremea与P. porostereoides/P. fusca聚簇,P. fissurata与P. cinerea互为姐妹群,P. punctata则与P. hainanensis关系最近。
新属形态特征
Paradonkia farinacea以其膜质担子果(basidiomata)和淡奶油色子实层(hymenial surface)为特征,具有单系菌丝系统(monomitic hyphal system)和椭圆形担孢子(4-6×3-4 μm)。Neodonkiella yinjiangensis则通过柔软革质的担子果、丰富的水晶状沉积物(crystals)和更小的担孢子(3.5-5×2-2.5 μm)与近缘属区分。电镜观察显示这两个新属的菌丝同时存在简单隔膜(simple septa)和锁状联合(clamp connections),这一特征在显革菌科中较为罕见。
新种分类学描述
Phanerochaete albocremea的白色至淡奶油色子实层与16-21×4-5.5 μm的棒状担子(basidia)构成鉴别特征;P. fissurata则因干燥后子实层呈现特征性灰褐色裂纹而得名;P. punctata的 punctate(点状)担子果和30-37.5×4.5-7 μm的柱状薄壁囊状体(leptocystidia)使其区别于其他近缘种。值得注意的是,P. fissurata的褐色亚基菌丝(brownish subicular hyphae)在Phanerochaete属中属于罕见形态特征。
这项研究通过整合多维度证据,首次系统描绘了中国西南地区显革菌科的分类学图谱。新发现的Paradonkia和Neodonkiella两属,不仅填补了Phanerochaetaceae科的系统发育空白,其独特的菌丝隔膜特征(同时存在简单隔膜和锁状联合)更为理解真菌细胞壁进化提供了新模式。5个新种的描述使Phanerochaete属的全球已知物种数增至126种,其中P. punctata的 punctate结构可能代表了一种新的生态适应策略。
从应用角度看,这些木质腐朽真菌(white rot fungi)的发现为生物质降解酶系的开发提供了潜在资源库。特别是P. fissurata在干燥环境下的裂纹形成机制,可能启发新型仿生材料的研发。研究团队特别指出,中国热带-亚热带地区可能还存在大量未被描述的革菌类真菌,未来需要结合基因组学等组学技术进一步揭示其隐藏多样性。这项成果不仅为《中国真菌志》的编研提供了关键材料,也为全球真菌红色名录评估奠定了科学基础。
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