高山牛肝菌走出横断山:昆明植物所在网盖牛肝菌谱系地理学研究中取得新进展
2017/3/29 

   物种的演化规律及其驱动因子是生物学研究的热点。以往研究表明,青藏高原隆升和第四纪冰期气候波动是影响我国西南地区动植物演化的重要因素;在高山地区,物种的生境被不同山脉分割或隔离而呈现孤岛状,其基因交流可能因此受到阻隔,产生“空中岛屿sky island)隔离效应。但是,大型真菌的演化是否受到以上因素的影响尚不得而知。 

  网盖牛肝菌(Boletus reticuloceps)是重要的经济食用菌。该种主要分布于我国西南、华中和台湾省,生长在海拔33004000米的亚高山暗针叶林下,常与冷杉属(Picea)和云杉属(Abies)植物形成共生关系。山体隔离和宿主植物的不连续分布使其呈现出独特而典型的亚高山"空中岛屿"分布式样。前期研究发现该种分化时间较早,其演化可能同时受横断山脉的快速形成和第四纪冰期气候波动等多重因素的影响。因此,网盖牛肝菌是研究亚高山外生菌根真菌演化规律及中国大陆-台湾物种间断分布机理的理想材料。 

  中国科学院昆明植物研究所杨祝良研究组和葛再伟研究组长期从事大型真菌多样性与分子进化研究。通过近十年的野外采集,研究组冯邦博士积累了来自云南、四川、西藏和台湾等地24个采集点355份网盖牛肝菌材料,结合微卫星分型、DNA片段测序、生态因子分析和物种分布区模拟等方法,对其开展了谱系地理学研究。研究发现:(1)西南地区的网盖牛肝菌分为三个遗传分组,分别分布于东喜马拉雅地区(East HimalayasEH)、横断山区北部(Northern Hengduan MountainsSHM)和横断山区南部(Southern Hengduan MountainsSHM)。生态因子的异质性推动了南部(SHM)与北部(EH-NHM)居群的早期分化,湄公河-萨尔温江分水岭(Mekong-Salween DivideMSD)的阻隔推动了东部(NHM)和西部(EH)居群的进一步分化;(2)台湾(TaiwanTW)居群在遗传上与横断山区南部居群更为相似但又有其独特性,可能为第四纪冰期传播至台湾后独立演化所致;(3)同一遗传分组内不同居群间基因流明显,暗示亚高山空中岛屿并未对网盖牛肝菌的遗传分化产生显著影响,可能由于该种能够与冷杉属和云杉属多个物种形成共生关系,其孢子传播和定植不受宿主植物限制,因此可以实现广泛的基因交流。目前,该研究结果以“Ecological and physical barriers shape genetic structure of the Alpine porcini (Boletus reticuloceps)”为题,在国际菌根学官方期刊Mycorrhiza上正式发表 

  该研究得到国家自然科学基金(31210103919 31300023)、中国科学院青年创新促进会(2014353)及中国科学院东亚植物多样性与生物地理学重点实验室博士启动基金0806371111)的经费支持。 

  文章链接 

  网盖牛肝菌采集地点、遗传分组和分化时间。(a)居群材料采集点。少于5个个体的居群未纳入谱系地理学分析,采用黑色标注,其余居群按其遗传分组用不同颜色标注。绿色虚线箭头示可能的传播路线;(b)基于微卫星分型的遗传分组;(c)基于tef1序列推断的分化时间;(dtef1序列的单倍型网状图。

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