劉 愚,霍文嚴(yán),賀雪蓮,陳 軍,張黎光,祁 鵬,戴 璐,李峻志**
(1.陜西省微生物研究所,陜西 西安 710000;2.陜西省太白林業(yè)局,陜西 寶雞 721600)
擬鬼傘屬(Coprinopsis)隸屬于擔(dān)子菌門(Basidiomycota)傘菌綱(Agaricomycetes)傘菌目(Agaricales)小脆柄菇科(Psathyrellaceae)[1]。由于其孢子呈暗色,部分種具有菌蓋會(huì)自溶成黑色的特點(diǎn),1797年P(guān)ERSON[2]將此類大型真菌物種從蘑菇屬(Agaricus)中分離出來(lái),歸為鬼傘屬。1994年HOPPLE[3]使用分子生物學(xué)手段發(fā)現(xiàn)鬼傘屬是非單系的。2001年REDHEAD[4]結(jié)合分子生物學(xué)和形態(tài)學(xué)特征,證明了HOPPLE 的結(jié)論,并將原鬼傘屬的物種重新分為4 個(gè)新屬:鬼傘屬(Coprinus)、擬鬼傘屬(Coprinopsis)、小鬼傘屬(Coprinellus)和近地傘屬(Parasola);其中后3 個(gè)屬分入小脆柄菇科(Psathyrellaceae)。2020年W?CHTER 和MELZER[5]對(duì)小脆柄菇科進(jìn)行系統(tǒng)學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)小鬼傘屬非單系,又重新分類,建立了刺毛鬼傘屬(Tulosesus)和心孢鬼傘屬(Narcissea);將原Coprinellus pakistanicus歸入新屬Punjabia,這是目前對(duì)鬼傘類大型真菌最新的科學(xué)分類。
黃柏塬自然保護(hù)區(qū)地處秦嶺南麓,是秦嶺自然保護(hù)區(qū)群的核心區(qū)域,與老縣城保護(hù)區(qū)、佛坪自然保護(hù)區(qū)、長(zhǎng)青保護(hù)區(qū)、牛尾河自然保護(hù)區(qū)、太白山自然保護(hù)區(qū)相鄰。該保護(hù)區(qū)是北亞熱帶和暖溫帶的過渡地帶,地處中國(guó)南北植物交匯處,因此,秦嶺植被垂直帶譜明顯,植物區(qū)塊化明顯,容易形成局部的生態(tài)和環(huán)境圈,生態(tài)環(huán)境獨(dú)特[6]。特殊的地理位置與多樣的山地垂直帶譜,為秦嶺大型真菌的生物多樣性提供了良好基礎(chǔ)[7]。
2021年至2022年,對(duì)陜西省內(nèi)黃柏塬自然保護(hù)區(qū)的大型真菌生物多樣性進(jìn)行了系統(tǒng)的調(diào)查,共采集到大型真菌標(biāo)本150 余份。通過結(jié)合傳統(tǒng)的形態(tài)學(xué)及分子系統(tǒng)學(xué)的方法,將編號(hào)為20210526 號(hào)標(biāo)本鑒定為吉林?jǐn)M鬼傘(Coprinopsis jilinensis)。這是首次在陜西省境內(nèi)發(fā)現(xiàn)吉林?jǐn)M鬼傘,不僅豐富了秦嶺地區(qū)大型真菌資源的物種多樣性,也對(duì)秦嶺地區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供了科學(xué)依據(jù)。
子實(shí)體樣品(編號(hào)20210526),于2021年9月9日采集自太白縣黃柏塬自然保護(hù)區(qū)。干燥標(biāo)本現(xiàn)保藏于陜西省微生物研究所秦嶺菌物標(biāo)本館(SXIM)。
1.2.1 形態(tài)學(xué)觀察
在野外采集樣本時(shí),對(duì)樣本的生境、外觀形態(tài)進(jìn)行拍照留存,并進(jìn)行相應(yīng)的觀察記錄。內(nèi)容包括生境特征;菌蓋大小、形狀、顏色、表面特征;菌褶形狀、顏色、寬度;菌肉顏色;菌柄形狀、長(zhǎng)度、直徑、表面特征等;傷變色,是否有乳汁產(chǎn)生等[8]。之后使用干燥變色硅膠處理樣品,防止標(biāo)本發(fā)生美拉德反應(yīng)。顯微觀察時(shí),先使用5% KOH 溶液對(duì)干燥的樣品進(jìn)行復(fù)水處理,制作切片,用剛果紅染色。使用Olympus BX43 光學(xué)顯微鏡對(duì)樣品的菌蓋、菌絲、菌幕菌絲、孢子、擔(dān)子等顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察,并測(cè)量記錄菌絲、孢子等的大小[9]。
1.2.2 分子生物學(xué)檢測(cè)
1)DNA 提取。使用生工生物工程股份有限公司的真菌基因組DNA 提取試劑盒,按照說(shuō)明書提取樣本基因組DNA。
2)ITS 序列PCR 擴(kuò)增。以樣本基因組DNA 為模板,以ITS4/ITS5 作為擴(kuò)增引物,對(duì)樣本的ITS 序列進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。擴(kuò)增程序?yàn)椋?5 ℃預(yù)變性5 min;95 ℃變性40 s,58 ℃退火30 s,72 ℃延伸60 s,30次循環(huán);72 ℃延伸6 min。取15 μL PCR 產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳(參數(shù)為120 V,60 min)檢測(cè)。
3)將樣本的PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物送至北京擎科生物科技有限公司進(jìn)行測(cè)序。
1.2.3 生物信息學(xué)分析
1)ITS 序列分析。使用DNAMAN 9.0 對(duì)測(cè)序結(jié)果進(jìn)行人工排除序列誤讀檢查。將檢查合格的序列上傳至NCBI 中進(jìn)行BLAST 比對(duì),確認(rèn)樣本的拉丁名。下載與樣本相似度高的18 種擬鬼傘屬其他物種的堿基序列,用DNAMAN 進(jìn)行序列比對(duì),對(duì)下載的同物種序列進(jìn)行整理并保存為fasta 文件。
2)系統(tǒng)發(fā)育分析。以毛頭鬼傘Coprinus comatus(KX015766)作為外類群,用MEGA 7 軟件,采用鄰接法(neighbor-joining method)以Kimura-2 parameter 模型構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,Bootstrap 1 000 次。
2.1.1 生境特征
樣本于2021年9月采自針闊混交林(以油松和櫟類樹種為主)。采集地海拔為1 800~2 000 m,散生或群生于林地腐殖土上,與饒固等[10]的描述相似。
2.1.2 宏觀結(jié)構(gòu)特征
吉林?jǐn)M鬼傘子實(shí)體的形態(tài)特征見圖1。
圖1 吉林?jǐn)M鬼傘子實(shí)體Fig.1 Fruit body of Coprinopsis jilinensis
如圖1世紀(jì),子實(shí)體菌蓋直徑3~7 cm,幼時(shí)半球型,成熟后扁半球型,中間稍臍凸,表面淺褐色,被白色短絨毛,有絲狀菌膜幕,幼時(shí)多,成熟后菌蓋邊緣有少量殘留;菌肉厚,白色;菌褶彎生,寬2 cm,米白色,不等長(zhǎng),波狀,邊緣鋸齒狀,緊密;菌柄長(zhǎng)3~6 cm,直徑1.0~1.5 cm,中生,棒狀,由上向下逐漸變粗,基部稍膨大,顏色同菌蓋,表面被細(xì)絨毛鱗片,肉質(zhì),中心海綿質(zhì),上端有細(xì)縱條紋,基部有白色菌絲體與附著物相連接。
2.1.3 微觀結(jié)構(gòu)特征
吉林?jǐn)M鬼傘的顯微結(jié)構(gòu)特征詳見圖2。
圖2 吉林?jǐn)M鬼傘的顯微結(jié)構(gòu)Fig.2 Microscopic features of Coprinopsis jilinensis
如圖2世紀(jì),樣本擔(dān)孢子4.3 μm×8.7 μm,杏仁型,孢子壁薄,光滑,淡黃色至黃褐色;擔(dān)子(3.8~11.5)μm×(29.8~34.5)μm,棒狀,無(wú)色近透明,壁薄,有2~4 個(gè)擔(dān)子小梗,為無(wú)隔擔(dān)子;菌蓋菌絲直徑9.1~18.2 μm,無(wú)分枝,有橫隔,壁??;囊狀體(3.6~8.9)μm×(21.4~33.9)μm,棒狀;菌幕菌絲直徑13.6~20.5 μm,無(wú)分枝,有橫隔。
經(jīng)測(cè)序,編號(hào)為20210526 的樣品ITS 序列全長(zhǎng)為751 bp,系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果見圖3。
圖3 基于ITS 序列構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.3 Phylogenetic tree based on ITS sequences
如圖3世紀(jì),本次在黃柏塬地區(qū)采集到的樣本20210526 與之前學(xué)者研究的吉林?jǐn)M鬼傘為同一分支(其序列一致性為100%),支持率100%,并且與擬鬼傘屬的其他物種分開。分子系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果表明樣本20210526 為吉林?jǐn)M鬼傘Coprinopsis jilinensis。
吉林?jǐn)M鬼傘子的實(shí)體小型至中型,不自溶,與鬼傘屬和小脆柄菇科的大部分物種不同。只通過宏觀形態(tài)鑒定,不易分辨。吉林?jǐn)M鬼傘的命名者饒固等[10]發(fā)布并描述了吉林?jǐn)M鬼傘的生物學(xué)特征,該物種最先被發(fā)現(xiàn)是在吉林省敦化市,生長(zhǎng)在針闊混交林。分子生物學(xué)的發(fā)展對(duì)大型真菌的分類有著關(guān)鍵性的作用,通過分子生物學(xué)分析,可以將很多宏觀形態(tài)學(xué)相近的不同物種區(qū)分出來(lái),使得分類系統(tǒng)更加完善[3,5]。本試驗(yàn)中通過結(jié)合分子手段和宏觀特征,確認(rèn)采集自陜西秦嶺地區(qū)的樣本為吉林?jǐn)M鬼傘,為陜西省新分布記錄種。