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昆明植物所在微型真菌系统发育研究中取得新进展

2014.12.04

  拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)通常以植物病原体或内生的方式存在。据前人研究,它是一个包含300多种新化合物和具有生物活性代谢产物的属,因此成为很多新化合物骨架筛选的目标。目前发现该属的许多新化合物都是来自于该属未命名的种。针对该属分子系统学的研究开始于2011年,截止到2014年7月,属内36个种被鉴定并且已经获取分子数据。平脐蠕孢属(Bipolaris)是一个世界广布的非常重要的植物病原菌属,属内部分物种造成了孟加拉国的饥荒,在英国和美国,它破坏了水稻作物,并引发玉米严重的流行病,迫使产量下降。由于缺乏分子数据,形态特征区分度小,该属物种的鉴定一直比较有争议。

  中国科学院昆明植物研究所外籍专家特聘研究员、泰国皇太后大学教授 Kevin David Hyde 对两属的系统发育进行了深入的研究从而对二者进行了分类修订。研究一选取了91个拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)的菌株作为研究对象,分析了 ITS、TUB 和 TEF 3个 DNA 片段的联合数据。结果表明:拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)不是单系,结合形态学数据(通过产孢细胞和分生孢子的颜色来区分),从其中分离出2属,分别命名为 Neopestalotiopsis 和 Pseudopestalotiopsis 。在系统发育树上,拟盘多毛孢属形成43个分支,Neopestalotiopsis 形成30个分支,而 Pseudopestalotiopsis 形成2个分支(见图1)。该结果为之后进一步对于新化合物的研究奠定了基础。研究二基于从新鲜的培养物和世界范围内获得的模式菌株提取DNA,并且观察了所有的模式标本。利用3个 DNA 片段( ITS、GPDH和TEF)重建了平脐蠕孢属(Bipolaris)分子系统发育树(见图2)。结果表明,该属包含47个种,研究人员对其中38个种进行了分类修订、寄主描述、地理分布及物种异名的归并。研究初步建立了致病类群和其寄主的相互关系,有利于今后的疾病控制和植物育种,对政府部门的检疫工作也提供了指导建议。

  近日,两项研究结果分别以Pestalotiopsis revisited 和The genus Bipolaris 为题发表于真菌学专业期刊《真菌研究》(Studies in Mycology)。项目得到了国家自然科学基金委和中国科学院的资助。

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图1 基于LSU所构建的Amphisphaeriaceae黑盘孢科中Neopestalotiopsis,Pestalotiopsis,Pseudopestalotiopsis 以及该科中其他属的贝叶斯系统发育树。红色加粗分支代表贝叶斯分析的后验概率≥95%。分支上的数字分别代表MLB/MPB。Xylaria hypoxylon为外类群。

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图2 基于ITS、GPDH和TEF所构建的MP(most parsimonious)系统发育树。其中黑色加粗分支代表MP分析和ML分析支持率≥60%,Bayes分析后验概率≥70%。外类群为Curvularia lunata。

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