基于GIS的捕食线虫真菌系统发生生物地理学研究

Nematode-trapping fungi was broadly study because of its special morphology, function and potential value on biological control. Current studies based on morphological and molecular phylogenetic methods cannot reach a unified theory on its origin and evolution due to lack of fossil records. Integrative process combining biogeography and genetics aspect are thought be a good choice for origin and evolution studies.Rich geographical and biological diversity in Yunnan is resulting from rising of Himalaya and following geographic isolation. Thus, Yunnan was chosen to be our study area. GIS will be employed to facilitate this biogeographic study or so called phytogeography study nematode-trapping fungi. This study will place sample sites spatial systematically based on catchment of all six big rivers in Yunnan. This study will work on spatial distribution of phenotypes and genotypes on nematode-trapping fungi;this study will also help to understanding the impact of historical geological event and current environmental factors on its distribution, diffusion and evolution; A framework on origin and evolution on nematode-trapping fungi will be prepare after. At last, this study will contribute to the nematode-trapping fungi conservation and nematode biological control, it may also add important information for refine the taxonomy of nematode-trapping fungi.

捕食线虫真菌在形态和功能上的特殊性以及在线虫生物防治中的潜在生防价值，一直受到国内外真菌学研究者的重视。有关捕食线虫真菌起源与进化的问题在化石样本比较少的情况下，现有的形态和分子系统进化诸多研究结果尚存在分歧。一方面，遗传学研究与生物地理学研究结合是解决物种起源和演化机制的重要手段；另一方面，喜玛拉雅的隆起和由此发生的地理隔离造就了云南丰富的地理和生物多样性。因此，本项目拟对云南捕食线虫真菌资源基于流域进行系统的空间抽样，结合GIS开展系统发生生物地理学研究。本研究目的是明确不同捕食线虫真菌表型和基因型的空间分布格局，分析历史地质事件和环境因子现状在捕食线虫真菌分布、扩散和演化中的作用，提出云南捕食线虫真菌的系统发生和演化理论框架。最后，本研究也能对捕食线虫真菌的保护和线虫生防研究提供新的种质资源，为完善现有的分类体系提供参考。

本研究按照干支流兼顾和水陆对称原则在云南省六大流域中227个点采集到2274份土壤样品。共分离到捕食线虫真菌1924株，分属于Arthrobotrys（22种）、Drechslerella（4种）和Dactylellina （6种）3属，新种1种；待定种24种，不产捕器的3种。研究发现：1.捕食线虫真菌在中低海拔的物种多样性较丰富；2.三江并流区尤其是其中的澜沧江流域是捕食线虫真菌物多样性最丰富的地区；3.特有物种主要分布在三江并流区和云南北回归线的南部地区；4.尽管水陆对称样点间的物种亲缘关系较近，但陆地样的物种丰富度高于河流样；支流的物种丰富度高于干流；5. 对广布种的基因分析表明，在较为平坦的区域，相邻流域的亲缘关系近；在陡峭的三江并流区域，相邻流域亲缘关系远。结合云南的地质历史和当前的温度、降雨分析，三江并流区是捕食线虫真菌的分化、扩散中心。高原隆起、河流袭夺等历史事件形成的地理隔离和阶段性联通共同塑造了捕食线虫真菌的整体分布格局。高降水和流速对其丰富度有负面影响，预示着捕食线虫真菌的演化需要一个相对稳定的栖息地。人类活动会对其多样性分布产生影响。