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真菌多样性与分子进化研究组
新闻动态

走出非洲摇篮繁衍天涯海角——中科院昆明植物所在松塔牛肝菌生物地理学研究中取得新进展

文章来源:  |  发布时间:2018-01-05  |  作者:  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

物种的起源、演化及分布格局成因是进化生物学的研究热点。迄今已有大量针对动植物的生物地理学研究成果,但对真菌的相关研究却仍处于起步阶段,这与真菌化石缺乏、物种界定困难和难以完整取样等直接相关。外生菌根菌与植物形成共生关系,不但具有非常重要的生态价值,而且对于揭示物种的起源、演化和传播具有重要的科学价值。松塔牛肝菌属(Strobilomyces)真菌与龙脑香科、豆科、桃金娘科、壳斗科和松科等植物形成共生关系,与其他真菌容易区别,故该属是研究真菌起源、适应性进化的理想材料。

中国科学院昆明植物研究所杨祝良研究员带领的研究团队长期从事大型真菌多样性与分子进化的研究。在广泛采样、借阅国内外标本馆馆藏标本和与国内外同行合作的基础上,杨祝良研究员指导的博士研究生韩利红等人员利用来自非洲、大洋洲、欧洲、亚洲、北美洲和中美洲的松塔牛肝菌样品,通过DNA片段测序、分子系统发育重建、分类学研究、分化时间推断、祖先状态重建和演化速率分析,对松塔牛肝菌属开展了生物地理学研究,发现:(1)过去对松塔牛肝菌属物种多样性的认识和估计严重不足,本研究构建了该属较为全面的分子系统发育框架,揭示了该属1个新支系和49个系统发育种,其中26个可能是新物种。(2)松塔牛肝菌属可能起源于非洲,起源时间不晚于始新世早期(50 Ma),之后借助“北方热带森林”扩散至东南亚,形成了非洲-东南亚古热带间断分布格局;渐新世期间,该属物种从东南亚向北和向南分别扩散至东亚和澳大拉西亚;中新世期间,通过白令陆桥和中国东海陆桥迁移以及中新世中期至今气候变化驱动的隔离分化等,形成了东亚-北美和亚洲大陆-日本的间断分布格局。扩散对松塔牛肝菌属现今分布格局的形成发挥了重要作用,伴随着该属真菌在各大洲的扩散,发生了相应的宿主植物转换。(3)松塔牛肝菌属的物种演化速率在其演化历史中并非恒定,于中新世中期发生了一次快速辐射演化,致使东亚成为了该属的现代分布中心和物种多样性中心。该成果新近发表于Journal of Biogeography上。

松塔牛肝菌属的起源与演化 a)从BEAST分析结果95%置信区间顺次抽取100棵树绘制的LTT曲线图;

b)包含95%置信区间的演化速率曲线图;(c)谱系净演化速率图及由分支特定边界概率获得的95%置信区间内的

宏进化转换配置图;(d)基于演化速率成对概率的宏进化组群分析;(e)祖先分布区域重建;(f)分布区划分

和松塔牛肝菌属在全球的扩散路线;(g)祖先宿主植物重建。

该研究得到国家自然科学基金重大国际合作研究项目(31210103919)、中国科学院先导专项B培育项目(XDPB0201)、中国科学院国际合作局对外合作项目(151853KYSB20170026)、美国国家科学基金会项目(DEB-9972018DEB-9300798DEB-1020421DEB-0414665)和美国国家地理学会研究与探索委员会项目(7341-028457-08)的经费支持。


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