牛肝菌科的分子系统发育及广义牛肝菌属DNA条形码研究

	牛肝菌科的分子系统发育及广义牛肝菌属DNA条形码研究
	吴刚
导师	杨祝良
学位专业	植物学
关键词	分子系统发育 Dna条形码形态分类牛肝菌科真菌区系
摘要	牛肝菌科（Boletaceae）真菌具有重要的生态和经济价值，但因该科属种繁多、形态特征多样、显微结构各异以及相关分子系统发育研究不足，故研究者对该科分类系统及物种演化问题争议不断。本研究选取了四个基因片段，试图构建多基因联合分析系统发育树，旨在解析该科各属级支系间的亲缘关系和探讨一些关键形态特征的演化，并根据DNA条形码理念，试图找出合适的基因片段用于该科物种的鉴定。主要结论如下： 1、牛肝菌科真菌的分子系统发育分析利用形态分类方法，初步研究了牛肝菌科811号标本，代表约290种，涵盖该科29个已知属。在此基础上，选定了192号代表样品（代表所有支系，每支系选取1-6个物种），约180个种，并结合前人的研究数据，基于四个基因片段（核糖体大亚基nrLSU、编码翻译延长因子1-alpha tef1-α、编码RNA聚合酶第一大亚基rpb1、编码RNA聚合酶第二大亚基rpb2）进行系统发育分析（共39个属，290号样品）。结果表明：1）牛肝菌科可以分为七个亚科级的主干分支，分别为南方牛肝菌亚科（Austroboletoideae subfam. nov.）、牛肝菌亚科（Boletoideae）、辣牛肝菌亚科（Chalciporoideae subfam. nov.）、疣柄牛肝菌亚科（Leccinoideae subfam. nov.）、绒盖牛肝菌亚科（Xerocomoideae）、臧氏牛肝菌亚科（Zangioideae subfam. nov.）和以黄粉末牛肝菌属为代表的主支（Pulveroboletus Group）。2）发现59个属级水平的支系，其中25个为新支系（22个为本次研究首次发现），且主要分布于牛肝菌亚科和黄粉末牛肝菌属主支。3）那些常用的形态分类特征如担孢子纹饰、子实体受伤变色情况、子实体外形和子实层孔堵塞情况等是多次起源的，故在开展该科的系统及分类研究时，要慎用或结合其他特征一起使用。 2、广义牛肝菌属的DNA条形码共研究了广义牛肝菌属约50物种的180份样品。基于引物通用性、序列质量、barcoding gap和物种鉴别能力，对五个核基因（内转录间隔区ITS、nrLSU、tef1-α、rpb1、rpb2）和两个线粒体基因（线粒体核糖体大亚基mtLSU、细胞色素c氧化酶I基因COI）进行了评价。研究发现ITS虽然进化速率快且引物通用性最高，但变异太快致使序列比对困难，而Poly结构丰富导致测序失败率高；mtLSU和COI外显子又过于保守而无法区分近缘物种，故此三片段不宜作为牛肝菌属的DNA条形码。对其余四个基因的进一步分析发现，它们各自显示的种内与种间变异之间都存在极显著的差异，在种内变异上，nrLSU < rpb1 ≈ rpb2 < tef1-α，而在种间变异上tef1-α ≈ rpb1 > rpb2 > nrLSU，tef1-α拥有最大的种内和种间变异，nrLSU则与之相反，而rpb1拥有相对较小的种内变异和相对较大的种间变异，为理想DNA条形码所需。除nrLSU外，其他三个基因都具有明显的barcoding gap。在物种鉴别能力上，tef1-α和rpb1拥有相似的高鉴别能力，而rpb2却最低。综合评价表明，tef1-α和rpb1最适合作为广义牛肝菌属的DNA条形码。 3、中国牛肝菌科真菌区系初步分析根据形态学特征和分子系统发育研究结果，对我国牛肝菌科物种成分初步分析，发现泛北极真菌成分主要分布于我国东北，而中国-喜马拉雅成分集中在中国西南，中国-热带亚洲成分分布于海南岛、福建和广东沿海、云南和广西最南部等地，中国-日本成分分布较广，跨中国西南、华东、华中、华南等地区，在中国东北和西南山地还存在一些共有物种。另外，中国（亚洲）与欧洲或北美之间普遍存在种对现象
语种	中文
	2014-05
学位授予单位	中国科学院大学
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/25774
专题	昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
作者单位	中国科学院昆明植物研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	吴刚. 牛肝菌科的分子系统发育及广义牛肝菌属DNA条形码研究[D]. 北京. 中国科学院大学,2014.

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