贵州省园林植物微型真菌分类及其分子系统学研究

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贵州处于中国西南地区的东南部,地势西高东低,自中部向北、东、南三面倾斜,作为中国喀斯特地区的核心区,具备典型的喀斯特气候和海拔垂直分布的特点,进而导致了动植物和微生物在种类和数量上与其他区域有显著差异,同时也孕育了丰富的园林观赏植物资源,与之相适应地形成了丰富真菌类群。真菌与园林植物有着密切关系,除了危害园林植物健康的病原菌外,还有促进植物生长、增强植物抗逆性的内生真菌以及促进有机物的循环、转化和平衡能量的腐生真菌。研究园林植物真菌不仅具有重要的理论意义,在防治园林植物真菌病害方面也具有实际意义。基于此,本研究选取了贵州省遵义市,铜仁市,贵阳市,安顺市,黔南布依族苗族自治州,黔东南苗族侗族自治州,黔西南布依族苗族自治州等地区对园林植物群落中的真菌进行样本收集,镜检后采用单孢分离的方法进行分离纯化,对纯化后的菌株进行DNA提取,并选择相应的基因片段(ITS,LSU,SSU,TEF,TUB,RPB1,RPB2等)进行聚合酶链式反应扩增(PCR),采用最大似然法(ML)和贝叶斯法(BI)联合多基因序列构建系统发育树,结合分子系统学和形态学特征对真菌进行物种鉴定。通过聚类热图及多样性指数[物种丰富度指数、辛普森(Simpson)指数、香农-维纳(Shannon-Wiener)指数、S(?)rensen相似性指数和Pielou均匀度指数]对获得的真菌进行多样性分析,其结果如下:1.从涵盖25个科的园林植物上获得标本540余份,通过分离纯化,形态观察,分子检测等步骤,最终获得197份具形态特征以及分子序列的菌株,经鉴定共计111个物种,包含已知种58个,新种53个,中国新纪录种15个,隶属于12个目,39个科,53个属:包含1个新属。为4种真菌(Arthrinium garethjonesii,Phyllosticta fallopiae,Roussoella doimaesalongensis,Pseudonectria foliicola)补充了相对应的有性型和无性型形态。首次从石楠叶片上分离得到Neopestalotiopsis asiatica,经科赫氏法则验证,能再次在石楠叶片上引起明显的病斑,表明N.asiatica为石楠上的新病害。2.通过对所获得的菌株分别从纲、目、科、属水平进行统计分析,发现真菌数量在粪壳菌纲、隔孢腔菌目、梨孢假壳科(Apiosporaceae)、节菱孢属(Arthrinium)显著突出。表明在本研究调查的园林植物群落中真菌的分布在高阶元水平分布显著性不一致,而科以下的低阶元真菌物种分布的显著性具有一致性。3.通过聚类比较和多样性指数分析发现:(1)所获得的菌株在竹类植物上获得的频次最高,共计分离真菌109株,涵盖了10个目,24个科,32个属;(2)刺盘孢属(Colletotrichum)和叶点霉属(Phyllosticta)真菌寄生于多种寄主植物上。研究表明竹类植物具有真菌物种多样性的特点,刺盘孢属物种具有分布广泛性的特点。4.通过对贵州省黔西南、黔中、黔北三个地区的真菌群落进行比较分析,发现三个地区真菌在属水平的优势类群分别为Bambusicola、刺盘孢属、节菱孢属,其相对丰度风别为3.61%、7.83%、13.86%。研究表明不同地区物种的优势分布类群有所差异。对黔北、黔中、黔西南三个地区的真菌丰度进行比较,发现不同地区,其真菌的丰度不同。5.通过对贵州省黔北、黔中、黔西南三个地区禾本科竹类植物上的真菌采用香农-维纳(Shannon-Wiener)、均匀度指数(Pielou)、相似性指数(S(?)rensen)(0≤S(?)rensen≤1)进行比对分析,结果表明:(1)三个地区香农指数分别为0.69、0.3、0.1;均匀度指数分别为0.16、0.07、0.02;(2)黔中地区与黔北地区相似度为0.31,黔中地区与黔西南地区的相似度为0.1,黔北地区与黔西南地区的相似度为0.2。证明了不同地区竹类植物上的真菌组成及多样性具有差异。本研究通过对贵州省园林植物真菌的收集与鉴定,丰富了真菌资源库物种及基因数据,通过对获得的真菌类群进行多样性分析,摸清了该群落的分布特征,为后续研究提供了一定的基础数据,同时也为贵州植物病害防治和植物检疫等提供了参考,具有重要的理论价值和实践意义。
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