范宇光 圖力古爾
(吉林農(nóng)業(yè)大學(xué),長春,130118)
絲蓋傘屬(Ⅰnocybe (Fr.)Fr.)最早由Fries 于1821年在他的《真菌系統(tǒng)》中采用,記錄了現(xiàn)在仍有效的16 種絲蓋傘,絲蓋傘屬當(dāng)時(shí)作為廣義的蘑菇屬(Agaricus)下的一個(gè)“族”[1]。1863年,F(xiàn)ries 在他的《層菌綱專論》中將其提升為屬級水平[2]。之后的很長時(shí)間,絲蓋傘屬被認(rèn)為隸屬于絲膜菌科(Cortinariacea)并占據(jù)一個(gè)獨(dú)立的族[3],[4]596-677。但近期的分子系統(tǒng)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)絲膜菌科并不是一個(gè)單系群[5-6],之后又有研究表明絲蓋傘與靴耳科(Crepidotaceae)的種類在系統(tǒng)發(fā)育上關(guān)系更為接近[7]。關(guān)于絲蓋傘科的概念及范疇,目前存在不同的觀點(diǎn)。Kirk 等[8]認(rèn)為絲蓋傘科包括絲蓋傘屬在內(nèi)的13 個(gè)屬,而美國學(xué)者M(jìn)atheny 卻認(rèn)為絲蓋傘科包括絲蓋傘屬及近期成立的Auritella和Tubariomyces[9-11]。本研究通過nLSU 序列對中國絲蓋傘屬的系統(tǒng)位置及絲蓋傘科的范疇進(jìn)行討論。
研究中的自測序列來自中國產(chǎn)絲蓋傘標(biāo)本,其他序列從GenBank 中下載。為充分揭示絲蓋傘屬的系統(tǒng)學(xué)位置以及與相關(guān)類群間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,選取了絲蓋傘科內(nèi)假臍菇屬(Tubaria)、側(cè)火菇屬(Pleurofalmmula)、Flammulaster、暗皮傘屬(Phaeomarasmius)、靴耳屬(Crepidotus)、絨蓋菇屬(Simocybe)作為參比類群[8]。此外,形態(tài)特征或生態(tài)特性較為接近的絲膜菌屬(Cortinarius)、滑銹傘(Hebeloma)、脆銹傘屬(Naucoria)以及球蓋菇科的球蓋菇屬(Stropharia)、鱗傘屬(Pholiota)、垂幕菇屬(Hypholoma)、田頭菇屬(Agrocybe)、盔孢菌屬(Galerina)、裸蓋菇屬(Psilocybe)一并列入?yún)⒈阮惾?。而絲蓋傘屬的取樣則根據(jù)廣義絲蓋傘屬的概念,將Matheny 認(rèn)為的絲蓋傘科(Inocybaceae)中新近描述的Auritella、Turariomyces 及其它幾個(gè)分支均納入其中。外類群為肉色香蘑(Lepista irina)。研究材料及序列信息詳見表1。
基因組DNA 的提取采用改進(jìn)的CTAB 法,PCR擴(kuò)增引物為LR0R(ACCCGCTGAACTTAAGC)和LR7(TACTACCACCAAGATCT)[12]。PCR 擴(kuò)增體系采用25.00 μL體系,具體為:PCRbuffer(+ Mg2+)2.50 μL,dNTP 2.00 μL,上游引物1.00 μL,下游引物1.00 μL,Taq 酶0.12 μL,用水補(bǔ)齊至25.00 μL。PCR 擴(kuò)增條件為:預(yù)變性,95 ℃1 min;35 個(gè)循環(huán),95℃30 s,52 ℃1 min,72 ℃1 min;最后72 ℃延伸8 min。測序委托上海生工生物科技公司完成,所用測序儀器為3730xl DNA Analyzer,測序試劑為BigDye terminator v3.1。
序列峰圖的查看采用BioEdit 軟件,正反向序列的拼接采用DNAMAN 軟件,序列的對齊采用ClustalX 1.81 軟件,最后用BioEdit 軟件對同源序列進(jìn)行必要的編輯。最后用Mrbayes V3.1.2 軟件進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育樹的重建。
表1 用于分析的自測序列和下載序列
在基于LSU 序列重建的絲蓋傘屬與相關(guān)屬的系統(tǒng)發(fā)育樹中(圖1),絲蓋傘屬、Tubariomyces、Auritella 聚在一枝并得到很好地的支持(100%),這個(gè)分支即為美國學(xué)者M(jìn)atheny 認(rèn)為的絲蓋傘科[9-10]。靴耳屬、絨蓋菇屬和側(cè)火菇屬聚在一枝(100%),這個(gè)分支即為目前認(rèn)為的靴耳科,它與絲蓋傘科形成姊妹群,包含了靴耳屬、絨蓋菇屬和側(cè)火菇屬。暗皮傘屬、假臍菇屬和絲膜菌屬的成員各自占據(jù)分支并且各分枝均獲得了100%的支持??呔鷮俚姆种е邪幸环萋闵w菇屬的材料,此分支的支持率為92%。鱗傘屬、垂幕菇屬和田頭菇屬的成員聚為一支,支持率達(dá)90%,此分支即為目前認(rèn)為的球蓋菇科?;P傘屬與脆銹傘屬聚為一支,但并沒有得到很好的支持。
關(guān)于絲蓋傘屬的系統(tǒng)位置,傳統(tǒng)的分類系統(tǒng)中一致認(rèn)為絲蓋傘屬與絲膜菌屬和滑銹傘屬關(guān)系密切,并由這三個(gè)屬構(gòu)成絲膜菌科,它們分為占據(jù)科下獨(dú)立的族[3],[4]596-677;此三屬均為外生菌根菌,且它們在宏觀特征上較為接近。然而,在本研究中發(fā)現(xiàn)絲蓋傘屬、絲膜菌屬和滑銹傘屬在系統(tǒng)樹中并沒有體現(xiàn)出緊密的聯(lián)系,它們占據(jù)各自的分支,這與相關(guān)研究成果基本一致[5-6]。其中絲蓋傘屬及Tubariomyces、Auritella 的種類聚為一個(gè)強(qiáng)烈支持的分支(100%),而靴耳屬、絨蓋菇屬和側(cè)火菇屬聚為一個(gè)強(qiáng)烈支持的分支(100%),此分支與絲蓋傘的分支形成姊妹群關(guān)系。此結(jié)果暗示著木生的靴耳屬、絨蓋菇屬和側(cè)火菇屬在系統(tǒng)發(fā)育上與絲蓋傘的成員表現(xiàn)較為接近,盡管它們的生態(tài)特性和形態(tài)特征均存在較大的差別。同為外生菌根菌絲膜菌屬成員的系統(tǒng)樹中聚為一個(gè)分支,并且獲得了較好的支持(100%);滑銹傘屬與脆銹傘屬雖然聚到一支,但并沒有得到很好地支持,此二屬與絲蓋傘屬的關(guān)系也相對較遠(yuǎn)。Matheny 等[7]應(yīng)用5 個(gè)基因片段聯(lián)合分析表明Hymenogastraceae 的大分支下包括盔孢菌屬、裸蓋菇屬、暗金錢菌屬、滑銹傘屬、Alnicola、Anamika、Flammula,其中前三個(gè)屬聚為一小支,后四個(gè)屬聚為一小支。這樣的結(jié)構(gòu)在本研究的系統(tǒng)樹中并沒有得到明確的體現(xiàn),這可能與本研究的取樣策略或分析方法有關(guān),在此不再深入談?wù)?。無論如何,絲蓋傘科的成員在系統(tǒng)樹中形成一個(gè)明顯的單系群,并得到了強(qiáng)烈的支持,這樣的結(jié)果與早先的觀點(diǎn)一致[10],形態(tài)與生態(tài)特性與絲蓋傘相差較大的類群如靴耳屬、絨蓋菇屬和側(cè)火菇屬共聚一支并成為絲蓋傘科(Inocybaceae sensu Matheny)的姊妹群,形態(tài)或生態(tài)特性與絲蓋傘相接近的類群如滑銹傘屬、絲膜菌屬等類群反而與絲蓋傘的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系較遠(yuǎn)。最近,基于rDNA-ITS 序列的球蓋菇科系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系分析表明滑銹傘屬與庫恩菇屬(Kuehneromyces)關(guān)系密切,且建議將側(cè)火菇屬與淡黃鱗傘亞屬的部分種合并于絲蓋傘科下或單獨(dú)成立科[13],即本研究中(圖1)的靴耳科。
關(guān)于絲蓋傘科的范疇,不同學(xué)者持多種觀點(diǎn)[8,10]。根據(jù)本研究結(jié)果,絲蓋傘科在系統(tǒng)樹中可以有3 種劃分方法。第一種劃分所包含的范圍最小(圖1中的黑色圓形節(jié)點(diǎn)),即由絲蓋傘屬及Tubariomyces、Auritella 構(gòu)成的分支(100%),此分支中的成員均為外生菌根菌,這樣的劃分與美國學(xué)者M(jìn)atheny 的觀點(diǎn)[10]相一致。第二種劃分的范圍最大(圖1中黑色方形節(jié)點(diǎn)),包含了絲蓋傘屬、Tubariomyces、Auritella、靴耳屬、絨蓋菇屬、側(cè)火菇屬、暗皮傘屬和假臍菇屬等。此分支的成員包括了外生菌根菌和木生菌,子實(shí)體形態(tài)特征多樣化,這樣的劃分方式與Kirk 等[8]的觀點(diǎn)基本一致。第三種劃份包含關(guān)系密切的絲蓋傘分支和靴耳科分支,這樣的劃分使得絲蓋傘科的范疇介于第一種和第二種之間,但科內(nèi)成員的形態(tài)特征及生態(tài)特性仍缺乏一致性。以上3種劃分所得到的絲蓋傘科范疇存在明顯的區(qū)別,但無論哪種劃分方法都較絲蓋傘科的最初概念明顯擴(kuò)大。Jülich[14]建立絲蓋傘科時(shí)雖然包括了2 個(gè)屬,即Astrosporina 和Ⅰnocybe,事實(shí)上當(dāng)時(shí)的絲蓋傘科概念與一般認(rèn)為的絲蓋傘屬的范疇并無差異。因此,絲蓋傘科這一單元在其建立之后并沒有得到廣泛的認(rèn)可,直到最近的分子系統(tǒng)學(xué)研究開展后才被重新啟用[10]。其中,第一種劃分中僅保留了除絲蓋傘屬外的Tubariomyces 和Auritella,無論從系統(tǒng)發(fā)育角度還是從形態(tài)特征或生態(tài)特性角度均較好地保證了絲蓋傘科成員的單系性,使得科的界定具有較強(qiáng)的可操作性。但值得注意的是,這樣的劃分使得科下屬級框架及各屬的界定問題成為一個(gè)新的研究課題。
圖1 基于nLSU 序列、貝葉斯法重建的絲蓋傘屬及相關(guān)類群系統(tǒng)發(fā)育樹(后驗(yàn)概率>90%顯示在支上)
[1] Fries E.Systema mycologicum:Vol I[M].Lundae:Ex Officina Berlingiana,1821.
[2] Fries E.Monographia hymenomycetum sueciae:Vol II[M].Uppsala:C A LeZer,1863.
[3] Kühner R.Les Hyménomycetes agarico?des (Agaricales,Tricholomatales,Pluteales,Russulales:étude générale et classification)[M]//Numéro spécial du Bulletin de la Société Linnéenne de Lyon.Lyon:Société Linnéenne de Lyon,1980.
[4] Singer R.The Agaricales in modern taxonomy[M].4th ed.Koenigstein:Koeltz Scientific Books,1986.
[5] Moncalvo J M,Lutzoni F M,Rehner S A,et al.Phylogenetic relationships of agaric fungi based on nuclear large subunit ribosomal DNA sequences[J].Systematic Biology,2000,49(2):278-305.
[6] Moncalvo J M,Vilgalys R,Redhead S A,et al.One hundred and seventeen clades of euagarics[J].Molecular Phylogenetics and Evolution,2002,23(3):357-400.
[7] Matheny P B,Curtis J M,Hofstetter V,et al.Major clades of Agaricales:a multilocus phylogenetic overview[J].Mycologia,2006,98(6):982-995.
[8] Kirk P M,Cannon P F,Minter D W,et al.Dictionary of the fungi[M].10th ed.Wallingford:CAB International,2008.
[9] Matheny P B,Bougher N L.The new genus Auritella from Africa and Australia (Inocybaceae,Agaricales):molecular systematics,taxonomy and historical biogeography[J].Mycological Progress,2006,5(1):2-17.
[10] Matheny P B.A phylogenetic classification of the Inocybaceae[J].McIlvainea,2009,18(1):11-20.
[11] Alvarado P,Manjón J L,Matheny P B,et al.Tubariomyces,a new genus of Inocybaceae from the Mediterranean region[J].Mycologia,2010,102(6):1389-1397.
[12] Vilgalys R,Hester M.Rapid genetic identification and mapping of enzymatically amplified ribosomal DNA from several Cryptococcus species[J].J Bacteriol,1990,172(8):4238-4246.
[13] 田恩靜,圖力古爾.基于rDNA-ITS 序列的中國球蓋菇科分子系統(tǒng)學(xué)[J].東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2013,41(4):50-54.
[14] Jülich W.Higher taxa of basidiomycetes.Bibliotheca Mycologica[M].Vaduz:J Cramer,1982:85.