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科研進(jìn)展
青藏高原:平菇的起源搖籃和進(jìn)化熔爐——昆明植物研究所在側(cè)耳生物地理學(xué)研究中取得新進(jìn)展 文章來源:中國(guó)科學(xué)院東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2020-06-18 | 作者:李靜 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 平菇又稱側(cè)耳,具有重要的食用和藥用價(jià)值,是世界上四大栽培食用菌之一,是我國(guó)栽培食用菌的主要核心成員。但是,該類真菌物種形態(tài)可塑性強(qiáng),種間區(qū)分困難,種質(zhì)資源多樣性不明,直接影響到優(yōu)良品種的選育和開發(fā)利用工作。 中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所真菌地衣多樣性與適應(yīng)性進(jìn)化團(tuán)隊(duì)楊祝良研究組長(zhǎng)期從事大型真菌多樣性與分子進(jìn)化的研究。在廣泛采樣、借閱國(guó)內(nèi)外標(biāo)本館館藏標(biāo)本和與國(guó)內(nèi)外同行合作的基礎(chǔ)上,楊祝良研究員指導(dǎo)的李靜博士利用二代高通量測(cè)序技術(shù),對(duì)來自亞洲、歐洲、北美洲、南美洲和非洲的平菇(糙皮側(cè)耳)物種復(fù)合群(Pleurotus ostreatus species complex)樣品進(jìn)行核酸測(cè)序,基于40個(gè)單拷貝直系同源核基因片段,構(gòu)建了較為全面的系統(tǒng)發(fā)育框架,開展了分子鐘推算、祖先分布區(qū)重建和演化速率分析。研究發(fā)現(xiàn):1)平菇物種復(fù)合群是一個(gè)自然的單系,共包括3個(gè)主要分支和多個(gè)亞分支,分支間與分支內(nèi)的關(guān)系均得到了很好的解析;基于多基因譜系一致性系統(tǒng)發(fā)育種識(shí)別法,精準(zhǔn)界定了該復(fù)合群20個(gè)系統(tǒng)發(fā)育種,首次發(fā)現(xiàn)7個(gè)新種,解決了長(zhǎng)期存在的物種劃分難題。2)該復(fù)合群的祖先可能在始新世晚期(39百萬年前)起源于東亞喜馬拉雅山地區(qū),其生長(zhǎng)基質(zhì)是松科、殼斗科等針葉林和闊葉林中腐木。此后,由于青藏高原快速隆升和晚始新世全球氣候變冷而分化為兩個(gè)主要分支,借助白令陸橋或經(jīng)歐洲通過北大西洋陸橋傳播至北美。3)中新世晚期全球氣候進(jìn)一步變冷變干和第四紀(jì)冰期生境片斷化,加速了該復(fù)合群內(nèi)的多樣性分化。4)約在6百萬年前,在青藏高原和中亞這個(gè)巨大熔爐中,逐步進(jìn)化出了適應(yīng)干旱環(huán)境的亞支系,“平菇后裔”生長(zhǎng)基質(zhì)變成了荒漠中傘形科植物的殘余。特別是在中亞廣大地區(qū),通過利用春季冰雪融化水分,“平菇后裔”在極短的時(shí)間內(nèi),以荒漠、半荒漠中的傘形科阿魏屬(Ferula)、刺芹屬(Eryngium)等植物根莖殘骸為營(yíng)養(yǎng)基質(zhì),完成生長(zhǎng)發(fā)育,達(dá)到繁衍目的。5)漸新世中期,東亞和南美之間的聯(lián)系可能是通過長(zhǎng)距離擴(kuò)散實(shí)現(xiàn)的。 該研究對(duì)揭示平菇(側(cè)耳)屬的物種起源和演化具有較重要的科學(xué)意義,對(duì)認(rèn)識(shí)該屬的新資源和新種質(zhì)、對(duì)優(yōu)異農(nóng)藝性狀品種選育具有較重要的應(yīng)用價(jià)值。研究成果以“The saprotrophic Pleurotus ostreatus species complex: late Eocene origin in East Asia, multiple dispersal, and complex speciation”為題,發(fā)表于國(guó)際菌物協(xié)會(huì)官方期刊IMA Fungus上。該研究得到中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(XDB31000000)、青藏高原二次科考項(xiàng)目(2019QZKK0503)、國(guó)家自然科學(xué)基金(31860005)等項(xiàng)目的資助。
糙皮側(cè)耳物種復(fù)合群的物種識(shí)別、起源與演化 (a)基于40個(gè)單拷貝同源核基因的聯(lián)合矩陣,采用最大似然法構(gòu)建的糙皮側(cè)耳物種復(fù)合群的系統(tǒng)發(fā)育樹。(b)祖先分布區(qū)域重建,不同顏色餅圖代表不同分布區(qū);綠色曲線代表全球溫度在地質(zhì)歷史時(shí)期的變化。(c)分布區(qū)劃和糙皮側(cè)耳物種復(fù)合群在全球的擴(kuò)散路線。 (責(zé)任編輯:李雪)
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