魏江春院士課題組在地衣型真菌系統學研究方面獲得重要進展

2020-10-03 中國生物技術網

地衣是由一種地衣型真菌和相應的藻類或藍細菌組成的穩定共生生態系統。作為先鋒生物，地衣在乾熱、寒冷、高海拔、強光照等極端惡劣的環境下歷經長期演化形成了其獨特的適應能力。

葉上衣目地衣型真菌（Strigulales）為典型的葉生地衣，主要生長於熱帶地區的樹葉上，是一類特殊生境的地衣資源。因其分布範圍廣而成為熱帶地區最具代表性的葉生物種，同時也是為數不多隸屬於座囊菌綱的地衣型真菌。對特殊生境來源的地衣進行收集和深入認識，對於充分發掘利用未知地衣物種的應用潛力及加強生物資源的儲備非常重要。

中國科學院微生物研究所魏江春院士研究組近些年從中國熱帶地區採集了大量地衣標本，通過結合表型和基因型進行綜合研究，發現了從海南島採集的隸屬於葉上衣目的新種Tenuitholiascus porinoides，其雙層囊壁不會形成小室結構，並且在某些生長發育階段，子囊呈現單層壁。已有研究表明，在地衣型真菌中子囊頂器的結構是攜帶重要遺傳信息的分類學特徵，通常用於高階的分類單元。上述子囊頂器的結構不同於葉上衣目僅含的葉上衣科（Strigulaceae），同時，多基因系統發育學分析也表明它代表了該目一新科Tenuitholiascaceae中的一個新屬Tenuitholiascus，進一步揭開了座囊菌綱地衣型真菌的進化史。以上研究成果已發表於真菌學著名期刊IMA Fungus上。

葉上衣屬（Strigula）作為葉上衣科（Strigulaceae）最大的類群，對其分類主要依據形態學特徵，其分類系統較為混亂。魏江春院士組聯合德國、巴西、古巴等多所大學的科研人員對世界範圍來源的葉上衣科（Strigulaceae）標本通過表基結合的思路綜合研究，對葉上衣屬的分類標準進行了修訂。研究結果表明，不同譜系其基因型（SSU, LSU, TEF1-α和RPB2）和表型特徵的差異，使其足以代表物種水平以上的進化顯著單元（Evolutionary Significant Unit，ESU），因而將傳統葉上衣屬劃分為六屬。除狹義葉上衣屬（Strigula s.str）外，恢復了Phylloporis, Puiggariella, Raciborskiella 和 Racoplaca屬，並建立採集自中國海南的新屬Serusiauxiella。該新屬除參與共生的藻類與其他屬不同以外，其大分生孢子末端的附屬絲結構呈現獨特的由緩慢至快速的生長行為，此現象可能與將大分生孢子固著在葉片表面有關。同時，形態和序列分析結果揭示了葉上衣科另外兩個新屬Flagellostrigula和Swinscowia。相關文章已發表於真菌學頂級期刊Fungal diversity，這是中國地衣學者主體工作發表在該雜誌的首篇。

圖1. 基於SSU, LSU, TEF1-α和RPB2基因的座囊菌綱系統發育樹

上述研究為深入探討座囊菌綱真菌類群之間的系統發育關係提供了有價值的新線索，為完善該綱的真菌分類系統提供了有力支持。基於此，魏江春院士研究組助理研究員蔣淑華受邀以主要作者身份參與了Kevin D. Hyde教授聯合多個國家的研究學者對座囊菌綱分類系統更新和修訂的項目（Refined families of Dothideomycetes: Orders and families incertae sedis in Dothideomycetes. Fungal diversity, accept）。

以上工作由中國科學院微生物研究所魏江春院士與德國自由大學Robert Lücking教授共同指導，中國科學院微生物研究所助理研究員蔣淑華為論文第一作者，英國自然歷史博物館David L. Hawksworth教授參與研究並作出重要貢獻。感謝中國科學院微生物研究所菌物標本館鄧紅高級實驗師在研究過程中對標本管理的支持。相關研究課題得到了國家自然科學基金應急管理項目（31750001）和國家自然科學基金青年基金（31800010）的資助。

論文信息：

1. Jiang SH, Hawksworth DL, Lücking R, Wei JC. A new genus and species of foliicolous lichen in a new family of Strigulales (Ascomycota: Dothideomycetes) reveals remarkable class-level homoplasy. IMA Fungus. 2020, 11: 1. https://doi.org/10.1186/s43008-019-0026-2

2. Jiang SH, Lücking R, Xavier-Leite AB, Cáceres MES, Aptroot A, Portilla CV, Wei JC. Reallocation of foliicolous species of the genus Strigula into six genera (lichenized Ascomycota, Dothideomycetes, Strigulaceae). Fungal Diversity. 2020, 102: 257–291. https://doi.org/10.1007/s13225-020-00445-7

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