如何認識地衣型真菌的物種多樣性?
地衣型真菌是一類能與藍細菌或藻類共生形成穩定有機體的特化真菌,其物種演化和分類界定仍在不斷地探索中。茶漬科是地衣型真菌的第五大科,含1000餘種,是地衣分類中問題最多、最為複雜的類群之一。其中,多形茶漬Lecanora polytropa (Hoffm.) Rabenh為世界廣布種,不同材料間形態差異較大,使該種下亞種、變種和變型多達40餘個。

圖1 多形茶漬Lecanora polytropa複合群形態特征
中國科學院昆明植物研究所聯合美國楊百翰大學、加拿大自然博物館的科研人員,對采自亞洲、歐洲、北美洲和南美洲的300餘份多形茶漬樣品開展了物種界定研究。自主擴增的ITS序列結合GenBank的分子序列,采用ASAP和bPTP分析方法對多形茶漬複合群進行物種劃分,ASAP分析結果顯示該複合群包含62-103個種級分支,其中支持102-和103-個物種的計算模型獲得ASAP的最佳得分;bPTP的物種劃分結果為73個種級分支,與ASAP的結果基本一致。這些種級分支中僅10%左右為跨洲際分布。同時對該種複合群的五基因(ITS、nuLSU、RPB1、RPB2、mtSSU)係統發育分析顯示:絕大多數ASAP獲得的種級分支與多基因分析結果一致。在此基礎上,研究人員選取了美國西部的32個代表樣品進行簡略基因組測序,基於1209個單拷貝核基因構建的係統發育樹同樣支持ASAP的物種劃分結果;線粒體基因組分析檢測到一個基因漸滲事件,其餘種級分支也與ASAP的劃分結果一致。
圖2 基於ITS-nuLSU-RPB1-RPB2和mtSSU聯合矩陣采用最大似然法構建的Lecanora polytropa group係統發育樹,右側分類群名稱為ASAP劃分的種級分支
文章首次從DNA層麵揭示了多形茶漬複合群極其豐富的物種多樣性,並對該複合群下潛在物種的地理分布進行了初步分析,為該類群的分類研究提供了新視野。多形茶漬複合群或可作為地衣型真菌譜係生物地理和物種形成研究的模式類群。
以上研究成果近日以Providing Scale to a Known Taxonomic Unknown—At Least a 70-Fold Increase in Species Diversity in a Cosmopolitan Nominal Taxon of Lichen-Forming Fungi為題在國際真菌期刊Journal of Fungi的地衣型真菌物種多樣性、生態和進化曆史特刊發表。中國科學院昆明植物研究所張雁雲博士和美國楊百翰大學Jeffrey Clancy博士為論文共同第一作者,中國科學院昆明植物研究所王立鬆研究員和美國楊百翰大學Steven D. Leavitt副教授為論文共同通訊作者。上述工作得到國家自然科學基金麵上項目(31970022、31750001),第二次青藏高原綜合科學考察研究項目(2019QZKK0503),Canyonlands Natural History Association(Moab, UT, USA)和M.L. Bean Museum of Life Sciences at Brigham Young University(Provo, UT, USA)的經費支持。