郭尚 周林 徐莉娜
摘 要:采自山西右玉地區(qū)沙棘樹(shù)腐木中的野生嗜藍(lán)孢孔菌屬一新菌株,其形態(tài)學(xué)特征為具有馬蹄形擔(dān)子果,蓋狀無(wú)柄,有時(shí)平伏反卷生長(zhǎng),單系菌絲系統(tǒng);骨架菌絲在Melzer試劑和棉藍(lán)試劑中呈負(fù)反應(yīng);擔(dān)孢子近球形或球形,無(wú)色,厚壁等。將Fomitiporia yanbeiensis的ITS序列與其他已經(jīng)報(bào)道的嗜藍(lán)孢孔菌屬真菌ITS進(jìn)行比對(duì)分析。分析結(jié)果表明Fomitiporia yanbeiensis與嗜藍(lán)孢孔菌屬親緣關(guān)系較近,因此可定該屬的一個(gè)新種,名為 Fomitiporia yanbeiensis S. Guo & L. Zhou(GenBank: KT861405,F(xiàn)ungal name: FN570360)。
關(guān)鍵詞:嗜藍(lán)孢孔菌;新種;形態(tài)學(xué);分類(lèi);培養(yǎng)基質(zhì)
中圖分類(lèi)號(hào) R285 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2017)14-0035-04
Abstract:A new Fomitiporia fungus,F(xiàn)omitiporia sp. nov.,was collected from the Datong area (Youyu) Shanxi Province China in the wild sea buckthorn trees rot wood. The morphological feature is that it has a horseshoe shaped cover basidiocarps,sessile,sometimes procumbent backscroll mycelium growth,single system;skeletal hyphae showed a negative reaction in the Melzer reagent and cotton blue reagent;basidiospore near spherical or spherical,colorless,thick wall etc..The ITS sequence of Fomitiporia yanbeiensis was compared with the other species of ITS,which were reported. The results showed that Fomitiporia yanbeiensis had a close genetic relationship with the Fomitiporia species. It was an new species and was named Fomitiporia yanbeiensis S. Guo & L. Zhou (GenBank: KT861405,F(xiàn)ungal name: FN570360).
Key words:Fomitiporia;New species;Morphology;Classification;Culture medium
嗜藍(lán)孢孔菌(Fomitiporia)是擔(dān)子菌門(mén) Basidiomycota,傘菌亞門(mén) Agaricomycotina,傘菌綱 Agaricomycetes,銹革孔菌目 Hymenochaetales 銹革孔菌科 Hymenochaetaceae 的一個(gè)屬,隨著形態(tài)學(xué)與分子生物學(xué)相結(jié)合研究技術(shù)的進(jìn)步,對(duì)嗜藍(lán)孢孔菌屬Fomitiporia的研究也有了很大的進(jìn)展,發(fā)現(xiàn)了許多新的分類(lèi)單元[1-3]。
我們?cè)谘芯可轿魇∈乘幱镁N質(zhì)資源的工作中,在山西大同地區(qū)的右玉縣發(fā)現(xiàn)并采集到了一種生長(zhǎng)在沙棘樹(shù)上的木生真菌。通過(guò)對(duì)采集標(biāo)本進(jìn)行的形態(tài)學(xué)和ITS序列比對(duì)的分析研究發(fā)現(xiàn),該菌是屬于Fomitiporia屬的一個(gè)種,并對(duì)該菌種的培養(yǎng)基質(zhì)進(jìn)行了試驗(yàn),現(xiàn)將其結(jié)果概述如下。
1 材料和方法
1.1 材料的采集和菌株的保存 課題組在山西右玉采集到了一種生長(zhǎng)在沙棘樹(shù)上的嗜藍(lán)孢孔菌屬真菌,采集人郭尚等,采集時(shí)間2015年10月,寄主為沙棘樹(shù)(Hippophae rhamnoides Linn.),標(biāo)本編號(hào)SXSYJBB1510,保存于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所內(nèi)。該標(biāo)本采集地點(diǎn)海拔1352m,北緯39°98′、東經(jīng)112°47′,這個(gè)地區(qū)的山脈是山西地區(qū)針闊葉林和混交林地帶的生長(zhǎng)處。以采集的新鮮沙棘腐木上的子實(shí)體,進(jìn)行組織分離得到純菌株,保存于山西省農(nóng)科院食用菌所內(nèi)(SXSYJJZ No.1510)和中國(guó)微生物菌種保藏管理委員會(huì)普通微生物中心(CGMCC No.13380)。
1.2 菌絲分離與培養(yǎng) 采用組織分離法,子實(shí)體整體用75%乙醇擦拭消毒后,在無(wú)菌條件下,用手術(shù)刀分別在菌蓋、菌柄、菌褶、根部切取小塊組織,分別接種于121℃滅菌30min的PDA培養(yǎng)基(馬鈴薯200g,葡萄糖20g,瓊脂15g,水1L)。將接種的培養(yǎng)基放置于27℃恒溫培養(yǎng)箱中,每隔24h檢查一次菌絲的生長(zhǎng)情況。
1.3 形態(tài)學(xué)研究 標(biāo)本保存于山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食用菌研究所。肉眼觀察標(biāo)本的顏色、質(zhì)地、形狀、生長(zhǎng)年限、平伏或有菌蓋,菌蓋是否有毛或環(huán)帶等特征,然后用標(biāo)尺測(cè)量子實(shí)體的長(zhǎng)度、寬度和厚度。
在尼康E80i顯微鏡下利用Melzer、棉藍(lán)和5%KOH三種試劑作切片浮載劑觀察顯微形狀,包括:菌絲系統(tǒng)(單系或二系或三系、菌絲在棉藍(lán)試劑中有無(wú)嗜藍(lán)反應(yīng)、在Melzer試劑中有無(wú)淀粉質(zhì)反應(yīng)或擬糊精反應(yīng)、在5%KOH試劑中有無(wú)變化或反應(yīng)、菌髓或菌肉菌絲的排列方式);生殖菌絲(顏色、簡(jiǎn)單分隔或鎖狀聯(lián)合、分隔常見(jiàn)或稀少、薄壁或厚壁、平直或彎曲、有無(wú)分支、菌髓或菌肉中生殖菌絲常見(jiàn)或稀少、致密或疏松、交織排列或平行排列、直徑);骨架菌絲(顏色、薄壁或厚壁或近實(shí)心、平直或彎曲、有無(wú)分枝、致密或疏松、交織排列或平行排列、直徑);囊狀體或擬囊狀體(有或無(wú)、形狀、厚壁或薄壁、是否包被結(jié)晶、大?。?;其他結(jié)構(gòu)如剛毛、樹(shù)狀菌絲或菌絲釘?shù)鹊挠袩o(wú),擔(dān)孢子和擬擔(dān)子的形狀、顏色、厚壁或薄壁,表面光滑或有紋飾,在棉藍(lán)試劑和Melzer試劑中的反應(yīng)、大小、平均長(zhǎng)、平均寬、長(zhǎng)寬比等。綜合宏觀、微觀特征并結(jié)合生態(tài)習(xí)性和腐朽類(lèi)型等性狀,查閱相關(guān)資料對(duì)采集的標(biāo)本進(jìn)行鑒定[4]。
1.4 ITS DNA鑒定 在平板培養(yǎng)基上培養(yǎng)Fomitiporia yanbeiensis菌絲后,刮取50mg的菌絲,用CTAB的方法提取總DNA,抽提后分別用微量分光光度計(jì)和瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)DNA純度和完整性。采用通用引物ITS5(GGA AGT AAA AGT CGT AAC AAG G)和 ITS4(TCC TCC GCT TAT TGA TAT GC),對(duì)提取的真菌菌絲基因組ITS DNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增,PCR反應(yīng)條件為:95℃預(yù)變性2min,重復(fù)95℃變性30sec,57℃復(fù)性1min,72℃延伸1min這變性—復(fù)性—延伸三個(gè)過(guò)程35個(gè)循環(huán),最后在72℃保溫10min。擴(kuò)增產(chǎn)物進(jìn)行瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)。
采用天根生化科技有限公司的膠回收試劑盒對(duì)PCR產(chǎn)物進(jìn)行純化,純化產(chǎn)物進(jìn)行sanger測(cè)序,將測(cè)序結(jié)果中質(zhì)量較低的堿基剔除,同時(shí)將測(cè)得的ITS序列上傳NCBI,對(duì)Fomitiporia yanbeiensis的ITS DNA進(jìn)行Blast同源比對(duì)后,找到所分離菌株的同源性最高物種,并作為鑒定結(jié)果。
1.5 菌種培養(yǎng)基質(zhì)實(shí)驗(yàn) 采用三種培養(yǎng)基,觀察菌絲生長(zhǎng)情況。培養(yǎng)基成分:小麥、玉米、小米為主料,配以石膏粉和碳酸鈣。小麥(玉米、小米)100:石膏粉25%:碳酸鈣25%,即,主料2.5kg,拌入石膏粉25g,碳酸鈣25g,攪拌均勻,調(diào)至含水量60%~65%,裝袋,pH值自然。每袋裝料250個(gè)左右。接種后觀察菌種的生長(zhǎng)狀態(tài)。
2 結(jié)果與分析
2.1 形態(tài)鑒定及形態(tài)特征描述 嗜藍(lán)孢孔菌新種;見(jiàn)圖1。
子實(shí)體:擔(dān)子果7年多生,蓋狀無(wú)柄,有時(shí)平伏反卷生長(zhǎng),單生覆瓦狀生,新鮮時(shí)無(wú)特殊氣味,木栓質(zhì),干燥后木質(zhì)。菌蓋馬蹄形,單個(gè)菌蓋大約7cm長(zhǎng),4cm寬,2cm厚。菌蓋上表面棕褐色,粗糙,無(wú)同心環(huán)帶;菌蓋邊緣鈍,黃褐色。菌蓋背表面綠褐色,菌肉黃褐色,具同心的環(huán)區(qū),木栓質(zhì),達(dá)30mm厚。菌管比菌肉顏色稍暗,棕黃色,木質(zhì),達(dá)10mm長(zhǎng)(圖1)。
菌絲結(jié)構(gòu):?jiǎn)蜗稻z系統(tǒng),生殖菌絲有鎖狀聯(lián)合。骨架菌絲在Melzer試劑和棉藍(lán)試劑中呈負(fù)反應(yīng);菌絲組織在氫氧化鉀試劑中無(wú)反應(yīng),菌絲即不消解,也不膨脹。菌肉:生殖菌絲無(wú)色至淺黃色,薄壁至稍厚壁,偶爾分枝,直徑為1.4~2.5μm。骨架菌絲占多數(shù),黃褐色至銹褐色,厚壁且有一寬或窄的內(nèi)腔,通常分枝,但不分隔,有時(shí)塌陷,交織排列,直徑為1.7~3.2μm。
菌管:生殖菌絲占少數(shù),無(wú)色,薄壁,偶爾分枝,直徑為2~3μm;骨架菌絲占多數(shù),黃褐色,厚壁,大致沿菌平行排列,直徑為2.5~4.8μm。子實(shí)層中無(wú)剛毛和有囊狀體,薄壁,大小為(4.6~8)μm×(3.8~4)μm;擔(dān)子桶狀或近球狀,不著生擔(dān)孢子梗,大小為(6~12)μm×(4~6.5)μm。擬擔(dān)子少數(shù),形狀與擔(dān)子相似,比擔(dān)子稍小。
孢子:擔(dān)孢子近球形或球形,無(wú)色,厚壁,平滑,在Melzer試劑中呈淀粉反應(yīng),在棉藍(lán)試劑中其壁沒(méi)有嗜藍(lán)反應(yīng),大小為(4.0~5.1)μm×(5.4~6.1)μm,平均長(zhǎng)為4.52μm,平均寬為4.18μm,長(zhǎng)寬比約為1.08。
菌絲培養(yǎng)性狀:培養(yǎng)的菌絲初期為白色,茸毛狀,后期顏色逐漸變?yōu)闇\黃色至黃色,菌絲變得較致密,毛氈狀,菌落邊緣的菌絲白色、稀疏,菌絲生長(zhǎng)過(guò)程中形成的菌落沒(méi)有明顯的環(huán)帶,在整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中菌絲無(wú)特殊氣味,培養(yǎng)基的顏色不斷發(fā)生變化,不產(chǎn)生子實(shí)體。在顯微鏡下觀察,菌絲類(lèi)型為單系菌絲系統(tǒng),具有生殖菌絲和骨架菌絲(圖2)。
2.2 ITS測(cè)序比對(duì)鑒定結(jié)果 凝膠電泳結(jié)果顯示得到了條帶單一、大小較為一致的PCR結(jié)果,將PCR產(chǎn)物純化后進(jìn)行Sanger測(cè)序。將測(cè)序結(jié)果上傳NCBI并獲得檢索登錄號(hào):KT861405.1。對(duì)所得到的序列進(jìn)行Blast同源比對(duì)分析,發(fā)現(xiàn)與Fomitiporia yanbeiensis ITS DNA同源性最高的物種都是嗜藍(lán)孢孔菌屬的一些種類(lèi)。
在本研究中,獲得Fomitiporia yanbeiensis sp. nov. ITS序列片段長(zhǎng)度789bp,在GenBank中經(jīng)Blast檢索比對(duì),與Fomitiporia sp. HC-2016a和HC-2016b,GenBank: KU364417,KU364419,KU364420,KU364421,KU364422,KU364423等親緣關(guān)系較近,這些菌株采自于中國(guó)西藏[11],相似性為95%~96%。在GenBank經(jīng)Blast檢索比對(duì)的結(jié)果中,其他的Fomitiporia sp.都具有較大親緣差距,相似性在91%以下。
2.3 菌種培養(yǎng)基質(zhì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 本實(shí)驗(yàn)采用了3種培養(yǎng)基質(zhì),接種新菌后30d和45d進(jìn)行了菌絲生長(zhǎng)狀態(tài)調(diào)查,其結(jié)果見(jiàn)表1。
菌絲培養(yǎng)基質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果表明,接種后30d時(shí),玉米基質(zhì)中有70%長(zhǎng)滿菌袋,有20%菌絲超過(guò)1/2袋,只有5%的個(gè)體菌絲沒(méi)有長(zhǎng)滿1/2袋。小麥培養(yǎng)基質(zhì)中,有45%的個(gè)體長(zhǎng)滿了菌袋,30%菌絲超過(guò)1/2袋,25%的個(gè)體的菌絲沒(méi)有長(zhǎng)滿1/2袋。這種新菌在小米培養(yǎng)基質(zhì)中的生長(zhǎng)狀況最為不佳,當(dāng)接種30d后沒(méi)有一個(gè)菌袋長(zhǎng)滿菌絲,將一半(45%)的菌袋只長(zhǎng)滿了1/2左右。
當(dāng)接種后菌絲生長(zhǎng)到45d時(shí),3種培養(yǎng)基質(zhì)中的個(gè)體基本上都長(zhǎng)滿了菌袋,玉米95%,小麥90%,小米基質(zhì)培養(yǎng)基為70%稍低一點(diǎn),仍然有30%的個(gè)體未長(zhǎng)滿菌袋。
3 結(jié)論與討論
嗜藍(lán)孢孔菌屬Fomitiporia是屬于銹革孔菌科的一個(gè)屬,目前報(bào)道包含有37個(gè)種[5],在中國(guó)報(bào)道的有13個(gè)種[2]。嗜藍(lán)孢孔菌屬Fomitiporia sp.的擔(dān)孢子是透明,厚壁狀的,似糊精狀的,嗜藍(lán)色的,這一特征明顯區(qū)別于針層孔菌Phellinus類(lèi)真菌,最近的系統(tǒng)分類(lèi)學(xué)研究表明嗜藍(lán)孢孔菌屬是銹革孔菌科中的一個(gè)獨(dú)立的類(lèi)群[6]。本研究標(biāo)本Fomitiporia yanbeiensis sp.nov. 擁有Fomitiporia sp.的典型特征,如具有近球形或球形、透明的、厚壁擔(dān)孢子,因此可以認(rèn)為Fomitiporia yanbeiensis應(yīng)歸屬于Fomitiporia.屬的一個(gè)新種。
DNA條碼技術(shù)是一個(gè)行之有效的生物鑒定手段,ITS序列分析被廣泛應(yīng)用于為微生物種類(lèi)鑒定[7-8]。在本研究中,獲得Fomitiporia yanbeiensis sp. nov. ITS序列片段長(zhǎng)度789bp,在GenBank中經(jīng)Blast檢索比對(duì),與Fomitiporia sp. HC-2016a和HC-2016b,GenBank: KU364417,KU364419,KU364420,KU364421,KU364422,KU364423等親緣關(guān)系較近,這些菌株采自于中國(guó)西藏[9],相似性為95%~96%。在GenBank經(jīng)Blast檢索比對(duì)的結(jié)果中,其他的Fomitiporia sp.都具有較大親緣差距,相似性在為91%以下。
本研究報(bào)道的Fomitiporia yanbeiensis sp.nov.與Fomitiporia hippopha?icola (H. Jahn) Fiasson & Niemel? 具有相同種類(lèi)的寄主植物——沙棘樹(shù),有較近的親緣關(guān)系。Fomitiporia hippopha?icola采集于New York Botanical Garden,分離于沙棘腐木上,在中國(guó)也報(bào)道了西藏、青海、西北、內(nèi)蒙古等地的沙棘樹(shù)上有這個(gè)種生存[9-11],與本研究中的Fomitiporia yanbeiensis sp.nov.具有相同的分離源,但是根據(jù)ITS序列分析,在GenBank的Blast比對(duì)結(jié)果表明,序列相似度只有88%[12],這意味著兩個(gè)類(lèi)型可能不屬于相同種類(lèi)。再者,從形態(tài)學(xué)特征上看,F(xiàn)omitiporia hippopha?icola 在子實(shí)體的假?gòu)?fù)層沒(méi)有囊狀體,菌肉灰褐色至深褐色,遇氫氧化鉀變黑,二系菌絲系統(tǒng),生殖菌絲無(wú)鎖狀聯(lián)合,擔(dān)子近球形至桶型,著生4個(gè)擔(dān)孢子梗,擔(dān)孢子在Melzer試劑中呈黃褐色(擬糊精反應(yīng)),在棉藍(lán)試劑中呈嗜藍(lán)反應(yīng)[13],而Fomitiporia yanbeiensis子實(shí)體復(fù)層一側(cè)膨出囊狀體,單系菌絲系統(tǒng),這是Fomitiporia hippopha?icola與Fomitiporia yanbeiensis的主要區(qū)別,此外Fomitiporia yanbeiensis的生殖菌絲有鎖狀聯(lián)合,擔(dān)孢子在Melzer試劑中變黑,具有淀粉質(zhì)反應(yīng);菌絲在Melzer試劑中黃褐色,具有擬糊精反應(yīng),在5%氫氧化鉀試劑中無(wú)任何變化,在棉藍(lán)試劑中,擔(dān)孢子、菌絲沒(méi)有嗜藍(lán)反應(yīng)。因此本研究結(jié)論認(rèn)為Fomitiporia yanbeiensis是屬于Fomitiporia.屬的一個(gè)新種。在山西北部地區(qū)沙棘樹(shù)上發(fā)現(xiàn)有嗜藍(lán)孢孔菌屬的活標(biāo)本,這對(duì)山西北部地區(qū)食用菌資源的研究填補(bǔ)了一項(xiàng)空白。
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(責(zé)編:張長(zhǎng)青)