中国戈洛文族白粉菌的形态学和多基因分子系统学研究

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白粉菌是一类专性寄生真菌,能够侵染近万种被子植物。戈洛文族白粉菌隶属于子囊菌门,锤舌菌纲,白粉菌目,白粉菌科。该族白粉菌对寄主有较强的选择性。以往的研究表明该族白粉菌内存在着很多难以用ITS和28S序列进行界定的复合类群,如复合种Golovinomycesambrosies.lat.,G.biocellatuss.lat.,G.cynoglossis.lat.和G.orontiis.lat.。因此本论文采用形态学结合ITS和28SrDNA分子系统学方法来探讨戈洛文族白粉菌的种类多样性和系统学关系;同时采用多基因(ITS、28S、IGS、TUB2和CHS1)分子系统学分析解决戈洛文属内复合种G.ambrosiae的科学问题。
  研究期间我们采集标本800余份,本研究对129份戈洛文族白粉菌标本进行形态学鉴定。共鉴定出戈洛文族白粉菌3个属17个种,即节丝壳属(Arthrocladiella)1个种,戈洛文属(Golovinomyces)15个种和新白粉菌属(Neoerysiphe)1个种。其中戈洛文属中拟定新组合种1个(G. latisporus comb. nov.),寄主为向日葵属(Helianthus)植物;中国新记录种6个,包括G.ambrosiae、G.asperifolii、G.bolayi、G.macrocarpus、G.monardae和G.tabaci。此外还发现G.tabaci的新记录寄主科1个,为紫草科(Boraginaceae);新记录寄主属4个,分别为G.ambrosiae的寄主紫菀属(Aster)、鬼针草属(Bidens)和滨菊属(Leucanthemum),以及G.bolayi的寄主车前属(Plantago);中国新记录寄主12个,分别为G.ambrosiae的寄主荷兰菊(Aster novi-belgii)、白花鬼针草(Bidens pilosa var. radiata)、大丽花(Dahlia pinnata)和大滨菊(Leucanthemum maximum),G.asperifolii的寄主附地菜(Trigonotis peduncularis),G.biocellatus的寄主活血丹(Glechoma longituba),G.bolayi的寄主生菜(Lactuca sativa var. ramosa)、车前(Plantago asiatica)和日本毛连菜(Picris japonica),G.macrocarpus的寄主高山蓍(Achillea alpina),G.monardae的寄主美国薄荷(Monarda didyma)和G.tabaci的寄主茜草(Rubia cordifolia)。研究发现亚洲(日本)Eupatoriumspp.上的戈洛文白粉菌与欧洲(德国)模式寄主Eupatoriumspp.上的G.circumfusus是不同的种。经鉴定寄生在亚洲(日本)的泽兰属(Eupatorium)植物上的病原菌为G.ambrosiae。此外,G.ambrosiae和G.latisporus均可侵染百日菊属(Zinnia)植物。
  本研究中戈洛文族白粉菌3个属17个种共获得分子序列418条。其中ITS和28SrDNA序列均为126条,IGS序列74条,TUB2序列43条,CHS1序列49条。构建并分析戈洛文族白粉菌ITS和28SrDNA序列的系统发育树,结果表明Neoerysiphe与Arthrocladiella位于系统树的基部,两者亲缘关系较Golovinomyces更近。Golovinomycessordides具有很大的遗传多样性且与复合种G.orontii和G.cichoracearum的亲缘关系较近。发生在中国黄瓜上的G.cucurbitacearum与G.tabaci聚在同一个分支上,证明了G.cucurbitacearum是G.tabaci的同物异名。
  此外,为了解决复合种G.ambrosiae的分类学问题我们结合形态学并对五种单基因及五种基因联合分别构建系统树,进行系统发育分析,结果表明:该复合种内包含2个种,即G.ambrosiaeemend.(包括G.spadiceus)和G.latisporus。单基因建树过程中发现,仅通过ITS和28SrDNA序列不能对该复合种进行区别,而单基因IGS、TUB2和CHS1都可以很好的区分G.ambrosiaes.lat.的种。ITS和28SrDNA序列同时联合IGS、TUB2和CHS1能够更好的对复合种G.ambrosiae进行区分。同时上述系统发育树还表明只发生在欧洲(德国)的泽兰属(Eupatorium )寄主植物上的G.circumfusus是独立的种,其与复合种Golovinomycesambrosiae的亲缘关系较远。因此,本研究试验结果为戈洛文族白粉菌分类学研究奠定了有力的理论和实验基础。
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