網(wǎng)蓋牛肝菌采集地點(diǎn)、遺傳分組和分化時(shí)間。(a)居群材料采集點(diǎn)。少于5個(gè)個(gè)體的居群未納入譜系地理學(xué)分析,采用黑色標(biāo)注,其余居群按其遺傳分組用不同顏色標(biāo)注。綠色虛線箭頭示可能的傳播路線;(b)基于微衛(wèi)星分型的遺傳分組;(c)基于tef1序列推斷的分化時(shí)間;(d)tef1序列的單倍型網(wǎng)狀圖。
物種的演化規(guī)律及其驅(qū)動(dòng)因子是生物學(xué)研究的熱點(diǎn)。以往研究表明,青藏高原隆升和第四紀(jì)冰期氣候波動(dòng)是影響我國西南地區(qū)動(dòng)植物演化的重要因素;在高山地區(qū),物種的生境被不同山脈分割或隔離而呈現(xiàn)孤島狀,其基因交流可能因此受到阻隔,產(chǎn)生“空中島嶼”(sky island)隔離效應(yīng)。但是,大型真菌的演化是否受到以上因素的影響尚不得而知。
網(wǎng)蓋牛肝菌(Boletus reticuloceps)是重要的經(jīng)濟(jì)食用菌。該種主要分布于我國西南、華中和臺(tái)灣省,生長(zhǎng)在海拔3300-4000米的亞高山暗針葉林下,常與冷杉屬(Picea)和云杉屬(Abies)植物形成共生關(guān)系。山體隔離和宿主植物的不連續(xù)分布使其呈現(xiàn)出獨(dú)特而典型的亞高山"空中島嶼"分布式樣。前期研究發(fā)現(xiàn)該種分化時(shí)間較早,其演化可能同時(shí)受橫斷山脈的快速形成和第四紀(jì)冰期氣候波動(dòng)等多重因素的影響。因此,網(wǎng)蓋牛肝菌是研究亞高山外生菌根真菌演化規(guī)律及中國大陸-臺(tái)灣物種間斷分布機(jī)理的理想材料。
中國科學(xué)院昆明植物研究所楊祝良研究組和葛再偉研究組長(zhǎng)期從事大型真菌多樣性與分子進(jìn)化研究。通過近十年的野外采集,研究組馮邦博士積累了來自云南、四川、西藏和臺(tái)灣等地24個(gè)采集點(diǎn)355份網(wǎng)蓋牛肝菌材料,結(jié)合微衛(wèi)星分型、DNA片段測(cè)序、生態(tài)因子分析和物種分布區(qū)模擬等方法,對(duì)其開展了譜系地理學(xué)研究。研究發(fā)現(xiàn):(1)西南地區(qū)的網(wǎng)蓋牛肝菌分為三個(gè)遺傳分組,分別分布于東喜馬拉雅地區(qū)(East Himalayas,EH)、橫斷山區(qū)北部(Northern Hengduan Mountains,SHM)和橫斷山區(qū)南部(Southern Hengduan Mountains,SHM)。生態(tài)因子的異質(zhì)性推動(dòng)了南部(SHM)與北部(EH-NHM)居群的早期分化,湄公河-薩爾溫江分水嶺(Mekong-Salween Divide,MSD)的阻隔推動(dòng)了東部(NHM)和西部(EH)居群的進(jìn)一步分化;(2)臺(tái)灣(Taiwan,TW)居群在遺傳上與橫斷山區(qū)南部居群更為相似但又有其獨(dú)特性,可能為第四紀(jì)冰期傳播至臺(tái)灣后獨(dú)立演化所致;(3)同一遺傳分組內(nèi)不同居群間基因流明顯,暗示亞高山“空中島嶼”并未對(duì)網(wǎng)蓋牛肝菌的遺傳分化產(chǎn)生顯著影響,可能由于該種能夠與冷杉屬和云杉屬多個(gè)物種形成共生關(guān)系,其孢子傳播和定植不受宿主植物限制,因此可以實(shí)現(xiàn)廣泛的基因交流。目前,該研究結(jié)果以“Ecological and physical barriers shape genetic structure of the Alpine porcini (Boletus reticuloceps)”為題,在國際菌根學(xué)官方期刊Mycorrhiza上正式發(fā)表。