基于nLSU rDNA和ITS序列对侧耳属系统发育关系的研究

基于nLSU rDNA和ITS序列对侧耳属系统发育关系的研究

论文摘要

侧耳属(Pleurotus)真菌中许多种类与人类关系密切,且具有重要的经济价值。侧耳属真菌种类繁多,起源和进化关系复杂,分类较为混乱,其系统发育关系一直存在争议。随着现代生命科学技术的飞速发展,新方法和新技术不断涌现,并逐步应用到侧耳属的系统发育和分类研究中。本文以传统的形态分类鉴定为基础,采用PCR产物克隆测序和直接测序获得侧耳属27个种或亚种48个菌株的核糖体DNA大亚基(LSU rDNA)和ITS序列,以亚侧耳(H.serotina)、双孢蘑菇(A.bisporus)和香菇(L.edodes)为外群,运用PHYLIP和MAGA软件中的距离法和最大简约法,分别构建了侧耳属系统发育树,以期进一步探讨其系统演化关系,为生产利用和科学研究提供参考依据。根据菌丝体形态可将48株供试侧耳分为5大类:第一类仅包括栎侧耳(P.dryinus);第二类包括P.australis、鲍鱼菇(P.abalones)、盖囊侧耳(P.cystidiosus)、P.cystidiosus var.formosensis、P.smithii 5种侧耳;第三类包括红侧耳(P.djamor)和桃红侧耳(P.salmoneostramineus);第四类为P.lampas;第五类包括其它所有的供试菌株。子实体形态特征观察表明,除P.abieticola、P.euosmus、P.incarnates、P.lampas、P.rattenburyi、哥伦比亚侧耳(P.columbinus)、具核侧耳(P.tuber-regium)等种类的菌株未出菇而不能进行形态观察之外,其它供试菌株均能鉴定到种。基于LSU rDNA序列分析构建的侧耳属系统发育树表明:侧耳属菌株被分为6个主要分支。第Ⅰ分支仅包括P.rattenburyi;第Ⅱ分支包括P.djamor、P.salmoneostramineus、扇形侧耳(P.flabellatus)、贝盖侧耳(P.calyptratus)、金顶侧耳(P.citrinopileatus)和P.euosmus;第Ⅲ分支主要包括P.dryinus和P.tuber-regium;第Ⅳ分支包括Coremiopleurotus组的成员P.abalomus、P.smithii、P.cystidiosus及其变种;第Ⅴ分支只有P.australis;第Ⅵ分支包括刺芹侧耳(P.eryngii)种族群、糙皮侧耳(P.ostreatus)复合群、肺形侧耳(P.pulmonarius)和P.abieticola。糙皮侧耳复合群包括P.ostreatus、灰白侧耳(P.spodoleuces)、P.columbinus、美味侧耳(P.spodoleucus)和佛罗里达侧耳(P.floridanus)组成。系统发育树还表明,Coremiopleurotus组的成员P.australis、P.abalomus、P.cystidiosus、P.smithii可能是一个多系起源的类群。基于ITS序列分析构建的侧耳属系统发育树表明,该系统树自根部逐渐延伸出6个主要分支,分别代表侧耳属6个主要类群。第Ⅰ分支包括P.rattenburyi和H.serotina;第Ⅱ分支仅为P.tuber-regium;第Ⅲ分支包括P.dryinus、P.citrinopileatus和P.euosmus;第Ⅳ分支为Coremiopleurotus组的成员P.australis、P.abalomus、P.smithii、P.cystidiosus及其变种;第Ⅴ分支为P.djamor、P.salmoneostramineus、P.flabellatus、P.incarnates和P.calyptratus;第Ⅵ分支包括P.pulmonarius、P.arbieticola、P.eryngii、白灵侧耳(P.nebrodensis)、P.ostreatus、P.floridanus、P.columbinus、P.spodoleucus、黄白侧耳(P.conucopiae)、P.spodoleucus。在这些类群中,同一侧耳种的不同菌株也能很好的聚在一起。在第Ⅵ分支中,侧耳属菌株又被明显的分为5个类群。即:A类群为P.pulmonarius;B类群为P.arbieticola;C类群为P.eryngii种族群;D类群为P.nebrodensis;E类群为P.ostreatus复合群。相比而言,ITS序列在种间和种内分类鉴定中显示出明显的优势。该系统树还表明Coremiopleurotus组的成员P.australis、P.abalomus、P.cystidiosus、P.smithii可能是单系起源的类群。据此推测,P.fuscus var.ferulae可能就是阿魏菇(P.ferulae)。基于LSU序列和ITS序列构建的侧耳属系统发育树均表明,侧耳属内单系菌丝系统和二系菌丝系统菌株可能是多系起源的。P.calyptratus与P.djamor、P.salmoneostramineus、P.flabellatus关系密切。P.citrinopileatus与P.conucopiae为不同的种。P.lampas与侧耳属其它成员的亲缘关系极远,其系统学位置需重新确定。两个基因树均能准确反映侧耳属菌株的系统发育关系,且两个分子系统树所代表的侧耳属分支类群是基本一致的,所反映的起源与进化关系相同。ITS序列在种间或种内不同菌株间的分类鉴定中相比LSU序列有明显优势。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 缩略语
  • 1 前言
  • 1.1 侧耳属蕈菌概述
  • 1.2 侧耳属蕈菌系统分类研究
  • 1.2.1 传统的形态分类
  • 1.2.2 以生化特性(同工酶)为依据的分类
  • 1.2.3 以交配试验为依据进行的分类
  • 1.2.4 基于现代分子生物学的分类
  • 1.3 侧耳属蕈菌DNA分子标记研究
  • 1.3.1 限制性片段长度多态性(RFLP)
  • 1.3.2 随机扩增多态性DNA(RAPD)
  • 1.3.3 扩增片段长度多态性(AFLP)
  • 1.3.4 简单重复序列间区(ISSR)
  • 1.3.5 内转录间隔区(ITS)
  • 1.3.6 基因内间隔区(IGS)
  • 1.4 侧耳属蕈菌分子系统发育研究
  • 1.4.1 分子系统发育概述
  • 1.4.2 分子系统发育分析方法
  • 1.4.2.1 距离法
  • 1.4.2.2 简约法
  • 1.4.2.3 似然法
  • 1.4.2.4 分析软件
  • 1.4.3 侧耳属簟菌分子系统发育研究进展
  • 1.4.3.1 rDNA-RFLP分析在侧耳分子系统发育关系中的应用
  • 1.4.3.2 ITS和LSU序列分析在侧耳分子系统发育关系中的应用
  • 1.4.3.3 其它标记技术在侧耳分子系统发育关系中的应用
  • 1.5 研究目的和意义
  • 2 材料和方法
  • 2.1 试验材料
  • 2.1.1 供试菌株
  • 2.1.2 供试培养基
  • 2.1.3 实验试剂
  • 2.1.3.1 贮存溶液
  • 2.1.3.2 DNA提取液
  • 2.1.3.3 PCR反应试剂
  • 2.1.3.4 电泳试剂
  • 2.1.3.5 克隆试剂
  • 2.1.4 实验主要仪器
  • 2.2 试验方法
  • 2.2.1 菌丝体形态观察
  • 2.2.2 栽培出菇试验
  • 2.2.3 菌丝体培养与收集
  • 2.2.4 DNA提取
  • 2.2.4.1 DNA提取步骤
  • 2.2.4.2 琼脂糖凝胶电泳检测
  • 2.2.4.3 紫外分光光度计检测
  • 2.2.5 引物设计与合成
  • 2.2.6 PCR反应
  • 2.2.6.1 LSU-PCR反应
  • 2.2.6.2 ITS-PCR反应
  • 2.2.7 PCR产物纯化回收
  • 2.2.7.1 LSU-PCR产物的回收
  • 2.2.7.2 ITS-PCR产物的回收
  • 2.2.8 ITS-PCR产物的克隆
  • 2.2.9 克隆检测
  • 2.2.10 测序
  • 2.2.11 数据分析
  • 3 结果与分析
  • 3.1 菌丝体形态特征
  • 3.2 子实体外部形态特征
  • 3.3 总DNA质量检测图谱
  • 3.4 LSU-PCR扩增产物检测图谱
  • 3.5 ITS-PCR扩增产物检测图谱
  • 3.6 克隆检测图谱
  • 3.7 序列特征分析
  • 3.8 基于LSU序列的分子系统发育树
  • 3.9 基于ITS序列的分子系统发育树
  • 3.10 综合比较分析两种序列构建的侧耳属系统发育树
  • 4 讨论
  • 4.1 形态特征对侧耳菌株的分类鉴定
  • 4.2 基于LSU序列和ITS序列对侧耳属的系统发育分析
  • 4.3 侧耳属系统发育与分类研究
  • 参考文献
  • 附录一 LSU序列
  • 附录二 ITS序列
  • 附录三 在校期间发表文章
  • 致谢
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  

    基于nLSU rDNA和ITS序列对侧耳属系统发育关系的研究
    下载Doc文档

    猜你喜欢