弹性马鞍菌复合群和皱马鞍菌复合群系统发育及生物地理学研究

Helvella elastica-complex and H. crispa-complex, which widely distribute in the northern hemisphere, are economically and ecologically important. Currently available studies of these two groups of fungi are mainly focused on the morphological researches of sampes from Europe and North America. Little is known about their species divresity in East Asia, their distribution patterns and possible evolutionary histories. In this project, we will employ integrated approaches including macro- and micro-morphological characterizations, ultrastructual investigation of ascospores, as well as multi-gene molecular phylogenetic and biogeographical analyses on these two groups of fungi based on extensive sampling from the northern hemisphere. Our goals for this project are 1) to uncover the species diversity of these two species complexes, 2) to illustrate the phylogenetic relationships among species from East Asia, Europe and North America, 3) to elucidte the distribution patterns and to estimate the possible evolutionary histories of these two species complexes. The study will help better understand the systematics and evolution of genus Helvella.

弹性马鞍菌复合群（H. elastica-complex）和皱马鞍菌复合群（H. crispa-complex）为马鞍菌属内两大北半球广布的类群，具有重要的经济和生态价值。已有研究主要集中于欧美且研究手段主要局限于形态解剖学，对这两个复合群的物种多样性、地理分布规律和演化历史尚缺乏深入认识。本项目在广泛采样的基础上，采用形态解剖、超微结构、多基因谱系一致性系统发育物种识别法及分子进化理论相结合的方法进行研究，获得各分类单元的形态证据、多个分子片段DNA证据及分子进化证据，结合重大地质历史事件对物种起源、演化可能产生的影响，综合分析，深入认识每个复合群内的物种多样性，阐明物种间的系统发育关系，揭示各复合群成种与伴生植物和环境的关系，描述新种，探讨各复合群及其下属各物种的地理分布格局及其成因。本研究为进一步认识马鞍菌属的起源、演化提供理论参考。

本项目以弹性马鞍菌复合群（Helvella elastica-complex）和皱马鞍菌复合群（H. crispa-complex）为研究对象，开展系统发育和生物地理学研究。揭示每个类群内的物种多样性，确定物种间的系统发育关系，探讨各类群物种的地理分布格局及其成因。执行期内在国内15个省和泰国、德国和意大利采集到马鞍菌科的标本289份。研究的549份标本，共获得nrLSU、ITS、ef1、rpb2和mcm7基因序列2466条，其中弹性马鞍菌复合群1248条，皱马鞍菌复合群488条，外类群730条。采用最大似然法ML、最大简约法MP和贝叶斯法BI对获得的DNA序列进行分析。发现：1. 弹性马鞍菌复合群的研究结果为：a）发现该类群至少有24个系统发育种，其中20个为新种；b）中国是该复合群物种最多样的地区；c)历史生物地理学的分析推测，该复合群可能起源于热带亚洲，经多次扩散至北美形成现有分布格局。2. 皱马鞍菌复合群的新发现为：a）该复合群共7个种，其中6个新种，我国共6个种；b）中国横断山区是该复合群的多样性中心；c)长期的与共生树种的协同进化和偶然发生的共生树种的转换可能是该类群演化中的主要特征。3. 通过LSU, SSU和 RPB2联合分析，完成了盘菌纲（Discomycetes）、座囊菌纲（Dothideomycetes）和粪壳菌纲（Sodariomycetes）的分化时间和系统发育框架构建。4.对马鞍菌属以外的Wynnella，Acervus， Phillipsia，Trichoglossum， Infundibulicybe和Russula属研究，发现7个新种。