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青藏高原:平菇的起源摇篮和进化熔炉——昆明植物研究所在侧耳生物地理学研究中取得新进展

文章来源:中国科学院东亚植物多样性与生物地理学重点实验室  |  发布时间:2020-06-18  |  作者:李静  |  浏览次数:  |  【打印】 【关闭

 

  平菇又称侧耳,具有重要的食用和药用价值,是世界上四大栽培食用菌之一,是我国栽培食用菌的主要核心成员。但是,该类真菌物种形态可塑性强,种间区分困难,种质资源多样性不明,直接影响到优良品种的选育和开发利用工作。 

  中国科学院昆明植物研究所真菌地衣多样性与适应性进化团队杨祝良研究组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李静博士利用二代高通量测序技术,对来自亚洲、欧洲、北美洲、南美洲和非洲的平菇(糙皮侧耳)物种复合群Pleurotus ostreatus species complex样品进行核酸测序,基于40个单拷贝直系同源核基因片段,构建了较为全面的系统发育框架,开展了分子钟推算、祖先分布区重建和演化速率分析。研究发现:1)平菇物种复合群是一个自然的单系,共包括3个主要分支和个亚分支,分支间与分支内的关系均得到了很好的解析基于多基因谱系一致性系统发育种识别法,精准界定了该复合群20个系统发育种,首次发现7个新种,解决了长期存在的物种划分难题。2该复合群的祖先可能在始新世晚期(39百万年前)起源于东亚喜马拉雅山地区,其生长基质是松科、壳斗科等针叶林和阔叶林中腐木。此后,由于青藏高原快速隆升和晚始新世全球气候变冷而分化为两个主要分支,借助白令陆桥或经欧洲通过北大西洋陆桥传播至北美。3中新世晚期全球气候进一步变冷变干和第四纪冰期生境片断化,加速了该复合群内的多样性分化。4)约在6百万年前,在青藏高原和中亚这个巨大熔炉中,逐步进化出了适应干旱环境的亚支系,“平菇后裔”生长基质变成了荒漠中伞形科植物的残余。特别是在中亚广大地区,通过利用春季冰雪融化水分,“平菇后裔”在极短的时间内,以荒漠、半荒漠中的伞形科阿魏属(Ferula)、刺芹属(Eryngium)等植物根茎残骸为营养基质,完成生长发育,达到繁衍目的。5)渐新世中期,东亚和南美之间的联系可能是通过长距离扩散实现的。 

  该研究对揭示平菇(侧耳)属的物种起源和演化具有较重要的科学意义,对认识该属的新资源和新种质、对优异农艺性状品种选育具有较重要的应用价值。研究成果以“The saprotrophic Pleurotus ostreatus species complex: late Eocene origin in East Asia, multiple dispersal, and complex speciation”为题,发表于国际菌物协会官方期刊IMA Fungus上。该研究得到中国科学院战略性先导科技专项(XDB31000000)、青藏高原二次科考项目(2019QZKK0503)、国家自然科学基金(31860005)和云南省“万人计划-云岭学者”项目的资助。 

 

糙皮侧耳物种复合群的物种识别、起源与演化 a)基于40个单拷贝同源核基因的联合矩阵,采用最大似然法构建的糙皮侧耳物种复合群的系统发育树。(b)祖先分布区域重建,不同颜色饼图代表不同分布区;绿色曲线代表全球温度在地质历史时期的变化。(c)分布区划和糙皮侧耳物种复合群在全球的扩散路线。 

(责任编辑:李雪)

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