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中国海南与四川地区Beltraniella属真菌新物种的发现:形态学与分子系统学揭示的四种新种
【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Beltraniella属真菌分类学难题,通过整合形态学特征与ITS/LSU分子标记分析,在中国海南和四川地区鉴定出B. dujiangyanensis、B. jianfengensis、B. myristicae和B. xinglongensis四个新物种。研究采用CTAB法提取DNA,结合ML/BI算法构建系统发育树,首次报道了该属在热带与亚热带生态系统的宿主多样性,为真菌资源库补充了关键数据,成果发表于《MycoKeys》。
在自然界中,有一类被称为暗色丝孢菌(dematiaceous hyphomycetes)的真菌默默扮演着"分解者"角色,它们能够降解木质素和纤维素,维持生态系统的物质循环。Beltraniella属真菌正是其中重要成员,自1952年Subramanian建立该属以来,全球已记录33个物种,但长期以来其分类主要依赖孢子形态特征,导致近缘种鉴别困难。随着分子生物学技术的发展,研究者发现传统形态学方法难以区分具有相似孢子结构(如陀螺形或双锥形)的物种,这成为该属分类研究的瓶颈。
针对这一难题,来自山东农业大学植物病理学系的研究团队对中国海南和四川两省的真菌多样性展开调查。这两个地区分别属于热带雨林气候和中亚热带季风湿润气候,降水充沛、植被丰富,是真菌资源研究的理想场所。研究人员在2023-2024年间采集了海南尖峰岭国家森林公园的肉豆蔻(Myristica fragrans)病叶、都江堰市和兴隆热带植物园的腐叶样本,通过形态学比较与分子系统学分析,最终在《MycoKeys》发表了四项重要发现。
研究采用的关键技术包括:样本表面消毒后PDA培养基分离纯化、CTAB法提取真菌DNA、ITS和LSU双条形码扩增测序,以及基于MAFFT 7比对的ML和BI算法构建系统发育树。所有菌株均保藏于山东农业大学菌种保藏中心(SAUCC),凭证标本存放于中国科学院微生物研究所菌物标本馆(HMAS)和山东农业大学植物病理系标本馆(HSAUP)。
样本收集与处理
从海南和四川采集的腐叶或病叶经75%酒精和5%次氯酸钠表面消毒后,置于PDA培养基25°C培养,通过菌落转接获得纯培养物。
形态学与培养特征
使用Olympus SZX10体视显微镜和BX53光学显微镜观察产孢结构,DP80数码相机记录形态特征。所有新种在PDA培养基上培养7天和14天时记录菌落形态,包括正反面颜色、质地和生长速率。
DNA提取与系统发育分析
采用CTAB法提取基因组DNA,ITS和LSU序列经PCR扩增后由青岛Tsingke公司测序。使用RAxML v.8.2.12进行ML分析(1000次重复),MrBayes 3.2.7a进行BI分析,以Beltrania pseudorhombica和B. querna为外群。
结果
系统发育分析
基于ITS+LSU联合数据集(1295个位点)构建的系统树显示,8个新菌株形成4个独立分支:B. dujiangyanensis与B. xinglongensis构成姊妹群(ML/BI支持率90/0.99);B. myristicae与B. brevis聚为一支(94/1.00);B. jianfengensis则与前述两支构成更大分支(81/0.98)。
新种分类学特征
B. dujiangyanensis:模式菌株SAUCC427003分离自都江堰腐叶。具9-10隔膜的暗褐色刚毛(83.9-150.2 × 3.0-5.4 μm),分生孢子梗分长短两型,长梗可达259.9 μm,泪滴形分生孢子(16.5-21.1 × 4.2-8.5 μm)。PDA上菌落白色同心圆状,生长速率9.2-10.2 mm/天。
B. jianfengensis:模式菌株SAUCC639001来自尖峰岭腐叶。刚毛(84.3-254.4 × 2.9-4.9 μm)基部膨大,分生孢子倒卵形(17.1-23.6 × 3.6-9.5 μm)。PDA菌落钢蓝灰色,生长速率达12.5-13.1 mm/天。
B. myristicae:模式菌株SAUCC638601分离自肉豆蔻病叶。刚毛较短(80.5-99.8 × 2.7-5.5 μm),分生孢子泪滴形(13.6-22.2 × 3.9-9.8 μm),无透明横带。与近缘种B. brevis的ITS序列差异达7/548 bp。
B. xinglongensis:模式菌株SAUCC737701来自兴隆植物园。具13-15隔膜的长分生孢子梗(232.5-298.6 × 2.4-4.9 μm),分生孢子(21.9-28.7 × 5.0-9.5 μm)显著大于其他新种。
讨论与结论
该研究首次报道了Beltraniella属真菌在肉豆蔻上的寄生现象(B. myristicae),拓展了该属的宿主范围。通过整合形态与分子证据,解决了近缘种鉴别难题——如B. dujiangyanensis与B. xinglongensis虽形态相似,但ITS序列存在16 bp差异,且分生孢子大小、分隔数等特征显著不同。
GlobalFungi数据库显示,Beltraniella在亚洲分布占比达57.92%,本研究补充了中国热带-亚热带过渡区的物种记录。所有新种均符合该属典型特征:具放射状裂瓣基细胞、多育产孢细胞和陀螺形分生孢子,但通过细微形态差异(如分生孢子形状、分隔数)和分子证据确立了分类地位。研究成果不仅丰富了真菌多样性认知,也为后续生态功能研究和生物资源开发提供了重要菌种材料。
未来研究可进一步探究这些新种在木质素降解、植物病害发生中的作用,以及它们在不同气候带下的适应性进化机制。随着更多样品的采集与分析,预计将在我国丰富的生态系统中发现更多Beltraniella属新成员。
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