香蘑属系统发育关系的重建与DNA条形码的筛选

The genus Lepista is a group of typical mushrooms in the field. It has important research value in the food, medicine and ecological fields. In order to solve the problems about the simplicity of the morphological identification and the uncertainty of the taxonomy position of some species of Lepista, the project try to study the phylogenetic relationship of the Lepista species, based on the analyses of the multiple gene and the traditional morphological characters, combined with the ecological and ultrastructural factors. The taxonomic characters of the genus will be reviewed and the main morphological characters which play a key role in the evolution of the Lepista species will be explored. Furthermore, intra- and inter-specific variations, success rate of PCR amplification and sequencing and the length of the sequences are considered as important criteria to estimate the candidate genes. Then, the suitable gene markers will be selected as the DNA barcode for Lepista. The expected results of this project will reconstruct the phylogenetic relationship of the genus Lepista and provide the reference for the phylogenetic study of other fungi. A reliable identification system will be established based on the DNA barcode, which will provide the scientific insights into the exploration of the biological diversity and further development and utilization of the genus species resources.

香蘑属是一类常见的野生蘑菇,在食品、医药和生态等方面具有重要的研究价值。针对该属存在的形态鉴定特征单一和部分物种分类地位不清等问题，本项目拟通过对香蘑属资源的广泛收集，在传统形态分类研究的基础上，结合标本的生态特征和超微结构等因素，利用多基因片段测序的分析方法，对香蘑属的系统发育关系进行研究，重新审核物种概念，探索在该属物种进化中起到关键作用的主要形态特征。通过种内、种间序列变异的分析方法对各个基因序列进行研究，结合片段扩增和测序效率及片段长度等因素从候选基因中筛选适合香蘑属的DNA条形码。本项目的预期结果将重新构建更趋于自然、合理、科学的香蘑属系统发育关系，为其它真菌类群的分类与系统发育研究提供参考。基于筛选得到的DNA条形码建立一套香蘑属鉴定的可靠方法，在探索该属的物种多样性及开发利用其物种资源方面具有重要的科学意义。

本研究通过对香蘑属材料的广泛收集与整理，重新构建了香蘑属的系统发育关系。项目顺利如期完成预定目标，主要进展如下：1）基于分子数据，结果发现香蘑属为多系类群，共分为了四个不同的分支，子实体的色调、孢子大小与孢子表面的小疣数量是香蘑属种类鉴定的重要依据。其中紫丁香蘑种内存在较高的遗传变异，花脸香蘑是一个多系类群。发现香蘑属一个新种和一个中国新记录种，这些发现对认识中国香蘑属的物种多样性具有重要的科学意义。2）本研究通过种内、种间序列变异的分析方法对多个基因片段（nrDNA-ITS、nrDNA-LSU、nrDNA-SSU、nrDNA-IGS、EF1-α、RPB2、RPB1、mtSSU）进行研究，结果显示nrDNA-LSU和nrDNA-SSU种间的分辨率较低；有的种类nrDNA-IGS和mtSSU序列存在大段缺失，比对困难；而EF1-α、RPB2、RPB1片段的扩增和测序成功率较低，因此这些片段均不适合作为香蘑属的DNA条形码。nrDNA-ITS1片段对于香蘑属种间的分辨率最好，长度适中，适合扩增和测序，最适合作为香蘑属的DNA条形码。3）通过材料的收集，获得大型真菌材料共计1064份，分属于36科，276种。并发现新种9个，中国新纪录种26个，辽宁新纪录种近49个。4）利用二代测序技术对来自黑龙江和辽宁地区的紫丁香蘑进行研究，筛查出748个SNP位点，通过对ISSR和SRAP分子标记的的研究，筛选出多态性比较丰富的6个ISSR引物和8对SRAP引物，并优化了反应条件，这些研究结果为紫丁香蘑遗传多样性、驯化栽培和遗传育种等研究提供技术保证。5）分离保存了大型经济真菌53份菌株，包括香蘑属菌株21份，用于菌丝培养和子实体栽培试验。6）在Mycoscience、Cryptogamie Mycologie、PLoS ONE等期刊发表学术论文5篇（SCI论文3篇），另外，已投稿论文3篇，整理中论文5篇。专著《辽宁省大型真菌图鉴》已编辑整理成册，等待出版，该成果将填补辽宁省大型真菌研究的空白。培养研究生3名，形成了一支较为活跃的从事大型真菌多样性与资源开发的研究团队。