膠瘤菌屬和孔生膠瘤菌
——中國新記錄屬、種

朱學泰， 杜 璠， 冶曉燕， 范佳馨， 蔣長生

( 1. 西北師范大學 生命科學學院， 蘭州 730070； 2. 臨夏回族自治州農(nóng)業(yè)科學院， 甘肅 臨夏 731100； 3. 連城國家級自然保護區(qū)管理局， 甘肅 永登 730333 )

膠瘤菌屬(新擬)(Carcinomyces)由Oberwinkler和Bandoni于1982年建立，最初置于異擔子菌綱(Heterobasidiomycetes)、膠瘤菌科(新擬)(Carcinomycetaceae)中，所屬目當時未確定(Oberwinkler & Bandoni, 1982)。該屬真菌通常寄生于某些擔子菌子實體或植物上(Fungsin et al., 2002；Crous et al., 2019)，常導致宿主的局部組織腫瘤狀生長，形成透明至半透明膠質狀菌癭結構，新鮮時呈無色至淡黃色；其菌絲末端可同時形成分生孢子梗和擔子。

孔生膠瘤菌(新擬)(Carcinomycespolyporina)發(fā)表于1970年，最初被置于銀耳屬(Tremella)中(Reid, 1970)；1982年，Oberwinkler和Bandoni因其具菌癭狀的子實體，將其并入了膠瘤菌屬(Oberwinkler & Bandoni, 1982)；但是1986 年Ginns將膠瘤菌屬的模式種Carcinomyceseffibulatus并入了鏈孢耳屬(Syzygospora)中(Ginns, 1986)，自此研究者就膠瘤菌屬是否成立產(chǎn)生了爭議，孔生膠瘤菌的歸屬問題也懸而未決。

近年來，銀耳綱的分子系統(tǒng)發(fā)育分析研究結果顯示，Carcinomyceseffibulatus(Ginns & Sunhede, 1978)、Carcinomycesarundinariae(Fungsin et al., 2002)和孔生膠瘤菌，應隸屬于擔子菌門(Basidiomycota)、銀耳綱(Tremellomycetes)、銀耳目(Tremellales)、膠瘤菌科、膠瘤菌屬，與鏈孢耳屬親緣關系較遠(Liu et al., 2015；Crous et al., 2019)。Crous 等(2019)依據(jù)分子系統(tǒng)學和形態(tài)學的證據(jù)，發(fā)表了物種Carcinomycesnordestinensis，所構建的系統(tǒng)發(fā)育樹也支持膠瘤菌屬成立，隸屬于銀耳目、膠瘤菌科。

膠瘤菌屬真菌此前在我國未見有報道。本研究對采集自我國的1號該屬真菌標本進行了形態(tài)解剖學與分子系統(tǒng)學研究。

1 材料與方法

1.1 標本信息

所研究標本于2019年8月1日采自甘肅省蘭州市永登縣，連城國家級自然保護區(qū)內(nèi)棚子溝，針闊混交林中，地理位置為102°44′55.257″ E、36°37′42.288″ N，海拔1 941 m，主要植被為青海云杉(Piceacrassifolia)、青杄(P.wilsonii)、紅樺(Betulaalbosinensis)等。標本采集號為ye629，標本館保藏號為HKAS 115765。

1.2 形態(tài)學觀察

使用Panasonic lux 10相機拍攝生態(tài)照片；用解剖鏡(Motic SMZ-171)觀察干標本的顏色、形狀等；制作徒手切片，使用5%的KOH溶液制作水封片，在光學顯微鏡(ZEISS AX10)下觀察顯微結構，用Canon 70D相機拍攝顯微照片。分別選取20個成熟的分生孢子和擔孢子進行測量，長、寬以(a) b～c (d)表示，a和d分別表示測量的最小值與最大值，b、c表示90%的置信區(qū)間；孢子長寬比用Q表示，Qm= Q的均值 ± 標準差(Wu et al., 2016)。

1.3 分子系統(tǒng)學分析

用CTAB法提取標本的總DNA，對ITS(internal transcribed spacer內(nèi)轉錄間隔區(qū)片段)進行擴增，引物為ITS5/ITS4(ITS5：5′-GGAA GGTA AAAG TCAA GG -3′，ITS4：5′- TCCT CCGC TTAT TGAT ATGC -3′)(White et al., 1990)。PCR產(chǎn)物由北京奧科鼎盛生物科技有限責任公司測序，所得的基因序列用BioEdit進行手動校對調(diào)整(Hall, 1999)，在NCBI中進行BLAST比對，最終將準確的序列信息提交至GenBank庫中。

參考Liu 等(2015)的研究結果，從GenBank數(shù)據(jù)庫中選取相關的ITS序列，加上本研究獲得的序列構建矩陣。使用RAxML 8.1.24軟件基于最大似然法ML(maximum likelihood)構建系統(tǒng)發(fā)育樹，堿基替代模型為GTRGAMMAI，其余參數(shù)設置均為默認值(Stamatakis, 2014)；使用MEGA 7.0.26軟件基于鄰接法NJ(neighbor joining)進行系統(tǒng)發(fā)育分析；Bootstrap均重復1 000次以獲得統(tǒng)計學支持。

所選序列的物種名稱、來源地及GenBank登錄號見表1。

表 1 構建系統(tǒng)發(fā)育樹的ITS序列信息Table 1 Informations of ITS sequences used to construct phylogenetic tree

2 結果與分析

基于ITS 序列，采用最大似然法和鄰接法構建系統(tǒng)發(fā)育樹，二者的拓撲結構基本一致，僅支持率略有差異，最大似然法構建的系統(tǒng)發(fā)育樹見圖1，ML和NJ的支持率BP(Bootstrap percentages)分別用BP1和BP2表示。結果顯示，本研究的序列與來自西班牙的孔生膠瘤菌標本AM20序列聚在一起，獲得很高支持率(BP1=100, BP2=100)，且與包括模式種Carcinomyceseffibulatus在內(nèi)的膠瘤菌屬物種以高支持率(BP1=99, BP2=98)聚為一支。

分支上從左到右分別為最大似然法(ML)和鄰接法(NJ)經(jīng)1 000次重復后的Bootstrap支持率。The Bootstrap percentages (BP) of maximum likelihood (ML) and neighbor joining (NJ) analyses from 1 000 replicates are shown respectively from left to right on the major branches resolved.圖 1 基于ITS序列采用最大似然法構建的分子系統(tǒng)發(fā)育樹Fig. 1 Molecular phylogenetic tree based on an ITS dataset using maximum likelihood

基于標本HKAS 115765進行的形態(tài)特征研究，結果如下。

寄生于多孔菌的子實層上(圖2)，形成半透明至透明的膠質狀菌癭，新鮮時稍具乳白色，干燥后變薄膜狀，呈土褐色至黑褐色。分生孢子梗與分生孢子常見；分生孢子梗短棒狀；分生孢子長橢圓至紡錘形，光滑，薄壁，無色，(3.5) 4.4～5.4 (8.0) × (1.5) 2.5～3.0 (4.5) μm，Qm= 1.80 ± 0.12。擔子近球形，9.8～12.8 × 8.8～11.0 μm，具縱向分隔；小梗2個或4個，長可達8 μm；擔孢子球形至近球形，無色，(4.8) 5.0～5.5 (6.0) × (4.5) 4.6～4.8 (5.1) μm，Qm= 1.10 ± 0.01，可萌發(fā)后形成分生孢子(圖3)。有鎖狀聯(lián)合。

A. 宿主菌的背面觀; B. 宿主菌的腹面觀; C. 宿主菌子實層及生長于其上的膠質狀孔生膠瘤菌菌癭。a. 膠質狀的孔生膠瘤菌菌癭。標尺： A, B=5 mm，C=2 mm。A. Dorsal view of parasitifer; B. Ventral view of parasitifer; C. Hymenium of parasitifer and the gelatinous mycocecidium of C. polyporina on it. a. Gelatinous mycocecidium of C. polyporina. Bars: A, B=5 mm, C=2 mm.圖 2 孔生膠瘤菌及其宿主菌的宏觀形態(tài)Fig. 2 Fruitbody of Carcinomyces polyporina and its parasitifer

A. 孔生膠瘤菌的原擔子; B. 孔生膠瘤菌縱裂的成熟擔子; C. 孔生膠瘤菌的擔孢子萌發(fā); D. 孔生膠瘤菌的分生孢子梗; E. 孔生膠瘤菌的橢圓形分生孢子; F. 孔生膠瘤菌的近球形擔孢子; G. 宿主菌的臘腸形擔孢子。標尺=5 μm。A. Probasidium of C. polyporina; B. Basidium with longitudinally septation of C. polyporina; C. Basidiospore germination of C. polyporina; D. Conidiophore of C. polyporina; E. Elliptic conidia of C. polyporina; F. Subglobose basidiospore of C. polyporina; G. Botuliform basidiospore of parasitifer. Bars=5 μm.圖 3 孔生膠瘤菌和宿主菌的顯微結構Fig. 3 Microstructure of Carcinomyces polyporina and its parasitifer

綜合形態(tài)特征與分子系統(tǒng)學研究結果，確認該標本為孔生膠瘤菌：

Carcinomycespolyporina(D. A. Reid) A. M. Yurkov, 2015

=TremellapolyporinaD. A. Reid, Trans. Br. Mycol. 1970

分布：英國(Reid, 1970；Roberts, 2007)、北美(Setliff, 1982)、西班牙(Millanes et al., 2011)、波蘭(Karasiński & Wokowycki, 2015)、中國。

3 討論與結論

本研究基于分子系統(tǒng)學與形態(tài)學的研究結果證實采自甘肅連城國家級自然保護區(qū)的標本HKAS 115765為Carcinomycespolyporina，是我國新記錄屬、種。Carcinomyces源于希臘文Καξχο，意為“癌癥、腫瘤”，又因其膠質狀的子實體，故將其中文名擬為“膠瘤菌”；其種加詞“polyporina”表示該物種常寄生于多孔菌類真菌的子實層上，所以本文將該種的中文名擬定為“孔生膠瘤菌”。王耀等(2010)報道鏈孢耳菌(Syzygosporamycetophila)在中國的分布時，曾提及該物種所屬的科Carcinomycetaceae，但并未給出相應的中文名稱，本文根據(jù)詞語含義，將其中文名擬定為“膠瘤菌科”。

系統(tǒng)分類研究方面，膠瘤菌屬的模式種Carcinomyceseffibulatus曾被研究者置于鏈孢耳屬中(Ginns，1986)，鏈孢耳屬目前隸屬于線黑粉菌目(Filobasidiales)、線黑粉菌科(Filobasidiaceae)(Millanes et al., 2011；Liu et al., 2015)，Index Fungorum系統(tǒng)目前采信這一處理， 將膠瘤菌屬放置于線黑粉菌目、線黑粉菌科(http://www.indexfungorum.

org/Names/NamesRecord.asp?RecordID=823057)。但是，Liu 等(2015)構建的銀耳綱系統(tǒng)發(fā)育樹顯示，Carcinomyceseffibulatus、C.arundinariae和C.polyporina以高支持率單獨聚為一支，形成銀耳目中的1個單屬科——膠瘤菌科；鏈孢耳屬的模式種Syzygosporaalba則位于線黑粉菌目、線黑粉菌科的分支上，與膠瘤菌屬親緣關系較遠。

形態(tài)特征方面，膠瘤菌屬物種大多寄生于擔子菌的子實體上，在宿主上形成菌癭，擔子近球形或圓柱形，成熟后具有縱向或十字形分隔；線黑粉菌科物種多寄生在地衣上，擔子管狀或長棒狀，無隔。目前，分子系統(tǒng)學和形態(tài)解剖學的證據(jù)均顯示，膠瘤菌屬應隸屬于銀耳目、膠瘤菌科，而非線黑粉菌目、線黑粉菌科，Index Fungorum系統(tǒng)中膠瘤菌屬的系統(tǒng)發(fā)育位置相關信息需要進行訂正。

膠瘤菌屬目前確認的物種僅4種：Carcinomyceseffibulatus(模式種)(Ginns & Sunhede, 1978)、C.arundinariae(Fungsin et al., 2002)、C.nordestinensis(Crous et al., 2019)和孔生膠瘤菌(C.polyporina)(Reid, 1970)。作為寄生型的真菌，這些物種的寄生方式復雜而獨特，如C.effibulatus目前僅發(fā)現(xiàn)寄生在櫟金錢菌(Collybiadryophila)的子實體上(Ginns, 1986)；Carcinomycesnordestinensis被發(fā)現(xiàn)寄生于紅心鳳梨(Bromeliaantiacantha)的葉片上，同時是紫花風鈴木(Handroanthusimpetiginosus)的內(nèi)生菌(Crous et al., 2019)；孔生膠瘤菌的已知宿主有奶油波斯特孔菌(Tyromyceslacteus)和波狀薄孔菌(Antrodiasinuosa)(Reid, 1970；Roberts, 2007)。本研究標本的宿主總DNA未能獲得，僅根據(jù)子實體擦傷變藍、擔孢子臘腸形等形態(tài)特征，推測是波斯特孔菌或其近緣類群，準確的鑒定還有待更多標本的獲得和研究。

孔生膠瘤菌此前在歐洲、美國均有報道(Reid, 1970；Setliff, 1982；Roberts, 2007；Millanes et al., 2011)，此次在我國的發(fā)現(xiàn)，是該物種在東亞地區(qū)的首次報道。隨著真菌多樣性研究的廣度和深度不斷拓展，孔生膠瘤菌和膠瘤菌屬其他物種必然會在更多的地方被發(fā)現(xiàn)，其分布規(guī)律和生態(tài)特征也會更加明晰。