全球蛹虫草与近缘种的分子系统学及生物地理学研究

Cordyceps in natural control pests of nature, bio-pesticides development, natural drug screening and functional food research have important application prospects. Cordyceps is a group of complicated, but also a special, relatively independent of both anamorph and teleomorph life cycle of complex fungi, and the anamorph polymorphism phenomenon.The teleomorph and anamorph relationship confirmatory and anamorph identification have difficulties in classification and identification of the Cordyceps, there are many problems to be solved. Because of these characteristics and at different developmental stages for the new species discription have led to hundreds of fuzzy species, so that the classification and identification of Cordyceps showing long-standing difficulties and confusion. Cordyceps militaris and its allied species as many as eight, it is necessary to combine the classical taxonomy and molecular systematics to conduct a thorough identification of C.militaris and its allied species. It is important for further development and utilization of C.militaris and its associated fungus..Similar studies are still limited to a certain region of strains collecting and 1-2 gene,and has not yet world-wide multi-gene genealogy and Biogeography study. It is necessary to apply multi-gene genealogy to analysis the relationship between C.militaris and its allied species, evolution and biogeography of in-depth study, and defined some species with multi-gene genealogy.

虫草在自然界害虫的自然控制，生物农药开发，天然药物筛选和功能食品的的研发上有重要应用前景。虫草是一类既复杂又特殊，具有性型和无性型两个相对独立生活史的复型真菌；且无性型又存在多型现象，这给虫草的分类鉴定、有性型与无性型关系确证及无性型鉴定上带来困难，存在不少问题有待解决。由于这些特征及不同发育阶段被用于新种描述导致了成百的模糊种名，使虫草的分类鉴定呈现由来已久的困难和混乱。蛹虫草及其近缘种多达8个，故有必要结合经典分类和分子系统学，对蛹虫草及其近缘种进行彻底鉴别澄清。为蛹虫草及其相关真菌的进一步开发利用奠定基础。.国际上同类研究仍局限于小范围采集的标本或菌株的1-2 个基因上，目前尚未进行全球范围的多基因系谱学和生物地理学研究。因此有必要结合经典分类和多基因系谱学对蛹虫草及其近缘种（包括其无性型）的系统发生、演化及其生物地理学进行深入研究，并对相关种类进行基因系统学的界定。

蛹虫草作为一类新药和新资源食品已获批准进入市场，其市场前景非常广阔。但是蛹虫草及其近缘种众多，故有必要结合形态特征和多基因分子系统学，对蛹虫草及其近缘种进行鉴别澄清。为蛹虫草及其相关真菌的进一步开发利用奠定基础。.本研究广泛收集国内外蛹虫草及其近缘种种质资源，采用最大简约法构建了蛹虫草6个基因(5.8S ITS, nrSSU, Histone 3, EF-1α, RPB1 and mtATP6)系统发育树，对蛹虫草及其近缘种进行了系统发育分析和形态学研究，并对蛹虫草分子系统地理学及其起源进行了初步探讨；为蛹虫草种质资源的保护与规模生产提供了借鉴。另外，在采集蛹虫草过程中，从贵州、湖南两地采集到3个虫草新种和1个新纪录种。.（1）蛹虫草分子系统学及其地理起源分析.蛹虫草及其近缘种多基因系统树各族的支持率明显比单基因相应族的支持率要高。来自相同地域的蛹虫草亲缘关系较近。来自北半球不同地域的蛹虫草有明显的地理分布差异性，来源于亚洲的蛹虫草聚为4个组，来源于欧洲的蛹虫草聚在一起，来源于北美洲的聚在一起。这说明由于大陆的隔离已经初步形成了地理种群的分化。.蛹虫草种群总体遗传多样性较高，在3个地理单元的蛹虫草种群中，北美洲的蛹虫草种群具有较高的遗传多样性，应予以优先保护。联系全球每个洲蛹虫草的分布情况、信息位点数和多基因系统树等信息我们推断：蛹虫草起源于北美洲，而转移到亚洲、欧洲的蛹虫草经过了进一步演化，这些演化已反映在6个基因序列的相关系统发育信息位点上。.（2）蛹虫草及其近缘种的关系.①蛹虫草及其几种近缘种，如粉被虫草、拟蛹虫草、鲜红虫草、斯佩加宁虫、蛹虫草球头变种和植生虫草都各自聚为一个簇。红座虫草和九州虫草与蛹虫草聚为一大簇，无法分开，可认为红座虫草和九州虫草是蛹虫草的同物异名。.②5.8S ITS可作为虫草真菌的条形码基因，而RPB1和EF-1α可作为次级条形码候选基因。.③蛹虫草球头变种单从分子系统学的角度看，其进化差异已经超出了变种的范围，应视为一个独立分支。至于是否是一个独立的种还需要形态学的佐证。.④来自两个不同地方的植生虫草菌株具有较远的遗传进化关系，我们认为应该不是同一种真菌。.⑤不同国家的粉被虫草虽然聚为一大簇，但又分成几个小枝，说明他是一个种系，包含2-3个种。.（3）发表论文8篇（SCI 5篇），申请中国发明专利1项。