西南地区竹黄遗传多样性与寄主专化性研究

竹黄既是一种竹类植物专性寄生病原菌，也是一种具有很高经济价值的药用真菌。由于对竹黄的遗传多样性和竹黄与竹类寄主植物的寄生关系缺乏比较深入和全面的了解，制约了竹黄活性物质的深入研究、竹黄资源的保育和人工繁育。本项目采用真菌学、植物病理学和扩增片段长度多态性（AFLP）分子标记的研究方法，研究西南地区不同地域和不同竹类寄主植物上竹黄的自然种群分子遗传多样性以及与竹类寄主植物的寄生专化性关系；通过对形态学对比研究和将竹黄对寄主交互接种的方法对科赫假设进行验证，证实其寄主专化性；将扩增片段长度多态性的研究成果与GENBANK中现有可靠的竹黄分子生物学数据进行比较和整合，构建竹黄种群比较完整的系统发育关系树；并与竹黄主要竹类寄主植物的系统发育关系比较，探索其寄主专化性的遗传学基础。研究结果将为竹黄的寄主专化性提供遗传学理论基础，并为竹黄资源的保育和可持续利用提供科学依据。

本项目采用真菌学、植物病理学和扩增片段长度多态性（ AFLP） 分子标记的研究方法，研究西南地区不同地域和不同竹类寄主植物上竹黄的自然种群分子遗传多样性以及与竹类寄主植物的寄生专化性关系获得了如下结果：通过对不同地理来源的竹黄居群的竹黄菌甲素含量的定量分析比较，发现不同地理竹黄居群之间竹红菌甲素极显著：采自浙江临安的竹黄子座含量最高，而贵州赤水的竹黄子座含量最低；采用AFLP分子标记技术，对采自安徽、浙江、贵州等不同来源的28个竹黄菌株标本进行了遗传多样性分析。分子生物学的研究证实了不同的地理分布对竹黄的遗传距离具有一定的影响，使得竹黄的不同地理居群之间在分子遗传学上产生了一定的差别，但是这种遗传差别和分化可能由于时间的积累还没有足以导致不同地理居群之间形态学和显微特征上的差别并导致分类学意义上的分化，即形成新的物种。通过大量比较采自不同区域竹黄的子囊、子囊孢子和子座在形态特征、显微结构和其它生物学特性，发现不同地理竹黄居群在形态学上均无明显差别。这表明地理隔离虽然阻断了竹黄各地理居群之间基因交流，但是也许由于这种分化的时间积累尚不足以导致不同的竹黄居群在形态学上的区别。这些研究成果表明：不同竹黄居群由于地理隔离已经导致了生物活性物质含量和分子遗传学上的分化，但是还没有导致形态学上的差别。但是这种分化如果有足够的时间积累就有可能导致在形态解剖学上的差别从而导致种下分类单元的产生甚至新的物种形成。这一发现进一步表明了空间和时间影响对物种演化和形成的重要作用，丰富了物种演化和形成的理论基础。本项目还通过形态学和分子生物学的数据分析发现竹黄作为一个独立的科存在的充分证据并在国际学术刊物上发表了该项成果，丰富了真菌系统学基础。竹黄野外交互接种实验结果表明：只有红边竹和桂竹接种成功并产生了竹黄子座，所有的竹黄菌接种体均可在桂竹形成子座，但是不能在红边竹上产生子座，这表明竹黄对寄主具有一定的专化性（选择性）。这一研究成果将为竹黄的大规模人工栽培竹黄地道药材认证提供重要的理论依据，并为竹黄资源的保育和可持续利用提供科学依据。