中科院微生物所趙瑞琳組聯(lián)合27國專家修訂真菌界擔(dān)子菌門分類系統(tǒng)
擔(dān)子菌門 (Basidiomycota R.T. Moore 1980)真菌是以食藥用菌為代表的大型真菌最主要構(gòu)成,也包括植物病原菌銹菌和黑粉菌,還有酵母菌等,其物種數(shù)占真菌界1/3,四萬余種。該類群所涉及的食用菌產(chǎn)業(yè)自2014年僅已成為農(nóng)業(yè)第五大種植業(yè),藥用菌的活性產(chǎn)物開發(fā)前景廣闊;在自然生態(tài)系統(tǒng)中和大部分植物形成外生菌根菌,是最主要的木質(zhì)纖維素分解者。然而由于種類繁多、分類歷史悠久、大量的新類群的發(fā)表引發(fā)分類系統(tǒng)巨大變革,阻礙了相關(guān)資源的認(rèn)識進程。
為此,中科院微生物所趙瑞琳團隊集結(jié)了近十年來擔(dān)子菌門分類研究的新進展,首先在多基因及基因組層面對整個門的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系開展研究,并估算了目前擔(dān)子菌門內(nèi)亞門、綱、目、科的演化時間范圍分別為406-490 Mya,245-393 Mya,120-290 Mya,27-222 Mya,具體包括:6個基因(LSU, SSU, 5.8s, rpb1, rpb2, ef1)的多基因系統(tǒng)發(fā)育圖譜、116個代表種的396個直系同源基因的系統(tǒng)發(fā)育基因組圖譜研究;及771個代表種分子鐘分析推算了科和科以上的分類階元的演化時間(圖1)。為建立擔(dān)子菌門標(biāo)準(zhǔn)化分類系統(tǒng)中的各分類等級的演化時間標(biāo)準(zhǔn)提供了依據(jù)。
圖1. 基于六個基因的擔(dān)子菌門蘑菇亞門系統(tǒng)發(fā)育圖譜和演化時間
此外,在理清擔(dān)子菌門內(nèi)主要進化支序的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系基礎(chǔ)上,趙瑞琳團隊聯(lián)合27個國家,60個機構(gòu),70位真菌學(xué)家對擔(dān)子菌門中的已知3198個屬名進行梳理,通過3000余篇文獻(xiàn)查閱結(jié)合本研究結(jié)果認(rèn)定其中1261個異名或不合格發(fā)表名稱,1928個為合法屬名,并將這些合法屬依次歸入所屬科、目、綱和亞門。此外,還整理提供了每個合法屬的各類信息包括分類地位、物種數(shù)、模式種、生活類型、生境、分布地、DNA數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)發(fā)育等,進一步完善分類系統(tǒng)的各類信息。獲得目前最完整的擔(dān)子菌門分類系統(tǒng):包括4亞門、18綱、68目、241科、1928屬,共41270個種(分別增加1亞門、2綱、14目、64科、337屬和9755種)。
以本研究成果為基礎(chǔ),面向公眾的網(wǎng)站https://www.basidio.org 正在建設(shè)中。該網(wǎng)站將由中國科學(xué)院微生物研究所趙瑞琳團隊主導(dǎo),聯(lián)合國內(nèi)及法國、比利時、荷蘭、美國、匈牙利、日本的14位國際相關(guān)領(lǐng)域權(quán)威專家,持續(xù)性對擔(dān)子菌門分類系統(tǒng)進行維護和更新,實現(xiàn)大型真菌(蘑菇)為主的這一大類真菌的分類系統(tǒng)的整體性呈現(xiàn),不僅為分類學(xué)家,而且為資源的利用者、生態(tài)學(xué)家等提供巨大的便利。
相關(guān)成果以中國科學(xué)院微生物研究所為第一單位,聯(lián)合培養(yǎng)博士生賀茂強為第一作者,趙瑞琳研究員為唯一通訊作者,共70位作者,2019年11月發(fā)表于Fungal Diversity 99:105-367;https://doi.org/10.1007/s13225-019-00435-4。該研究獲得國家重點研發(fā)計劃(項目編號: 2018YFD0400200)、國家自然科學(xué)基金項目(項目編號31970010,31470152)資助。