七种鞘翅目昆虫共生蛇口壳目真菌资源的分类与分子系统发育研究

Ophiostomatalean fungi are special fungal resources symbiotically associated with wood-boring insects (Coleoptera), which are commonly carried and spread by insect vectors. Insect vectors mainly contain bark beetles, ambrosia beetles and wood-boring weevils. The majority of ophiostomatalean fungi are so-called blue-stain fungi, where blue or grey discoloration in timber reduce the value of wood. Some species can cause tree disease, such as Dutch Elm Disease, that are responsible for the mortality of forests. Some fungal species can cause human and animal disease, such as Sporothricosis. Our previous research showed that studies on taxonomy and phylogeny of ophiostomatalean fungi in China were limited, which means many new species need to be explored. This project focuses on the taxonomy and molecular phylogeny of ophiostomatalean fungi by using multigene phylogenetic analyses and morphological comparisons in China. The aim of this project is to deeply understand the diversity and molecular phylogeny of ophiostomatalean fungi associated with different insect vectors, and expect to provide a foundation for quarantine, monitor and disease control of ophiostomatalean fungi in China.

蛇口壳目真菌（Ophiostomatalean fungi）是一类特殊的与蛀蚀树木昆虫（鞘翅目）互惠共生的真菌资源，通常由昆虫携带和传播。昆虫媒介主要包括小蠹虫（树皮小蠹和食菌小蠹）、象鼻虫等。蛇口壳目真菌大部分是所谓的蓝变真菌（blue-stain fungi），可以使木材变为蓝色或灰色，降低木材品质。有些种类引起树木病害，严重的可导致成片森林死亡（如：荷兰榆树病），部分种类也可引起人类和动物疾病（如：申克孢子丝病）。本课题组前期研究表明国内对蛇口目真菌的分类和分子系统发育缺乏深入研究，存在大量新种亟待挖掘。本项目拟采用多基因片段系统发育分析和形态比较法对蛇口壳目真菌进行深入研究，阐明蛇口壳目真菌资源在不同昆虫媒介上的物种多样性差异，分类地位和分子系统发育关系。为蛇口壳目真菌病害检疫、监测及防治工作提供基础和思路。

本项目原计划对我国南方地区七种鞘翅目昆虫共生菌群进行研究，以阐明蛇口壳目真菌在不同种类昆虫媒介和不同树木上的多样性、系统发育关系及分类学地位。我们通过大规模的基因片段测序，明确了蛇口壳目主要与危害松树的树皮小蠹（横坑切梢小蠹、纵坑切梢小蠹和华山松大小蠹）相关，其次是危害湿地松的萧氏松茎象，而与云南木蠹象和危害果树的食菌小蠹（小圆胸小蠹、多毛小蠹和光滑足距小蠹）关系不密切。蛇口壳目真菌均具有一定程度的寄主特异性。即不同种的小蠹所携带的共生菌群落种类差异明显，Ophiostoma, Leptographium, Graphilbum, Sporothrix属主要由树皮小蠹携带，而Raffaelea属主要由食菌小蠹携带；不同树种上所发现的蛇口壳目真菌各属比例和优势种类也有区别，在云南松和马尾松上Ophiostoma是优势属，而华山松和湿地松上Leptographium是优势属。由于分离到的样品进行了多集中于蛇口壳目中两个重要的Leptographium oliveceum和Grosmannia penicillata复合种簇内，我们采用了多基因片段系统发育分析和形态特征比较法对上述复合种簇进行了深入研究，并依照最新的真菌命名法归对其作了修订整理，解决了这两个复合种簇内分类混乱的问题。在所用到的基因片段中，TEF基因被认为是有较高种间分辨率的基因片段，特别是在处理邻近种之间的序列区分度较好，但缺点部分菌株较难扩增出该基因片段。而ITS2-LSU是最容易扩增的片段，但种间分辨率相对较低。TUB基因因其在Genbank的数据量较丰富，也较容易扩增，种间识别率也较高，是可以代替ITS基因片段在菌株初筛时作为蛇口壳目真菌初筛基因的理想基因片段，但如果是对较罕见的其他种类真菌，结合ITS的测序信息往往更有帮助识别物种。该项目的研究成果明确了七种鞘翅目昆虫共生真菌群落的多样性情况，并对蛇口壳目真菌进行了深入研究。本项目共报道了12个新种，保存共生菌株超过2000株，发表SCI论文3篇（含已接受1篇），会议海报1篇。另外还有一篇SCI文章在审稿中，预计2020年发表；培养硕士研究生1名，已圆满完成预期目标和任务。本项目研究为蛀干昆虫及蛇口壳目真菌病害检疫、监测及防治工作提供了理论基础和新的思路。

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