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    吉林:李玉院士团队发表网柄细胞状黏菌多样性系列研究成果

    发布时间:2022-11-24

      来源:食药用菌教育部工程研究中心

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    近期,吉林农业大学食药用菌教育部工程研究中心李玉院士团队取得重要进展,发表了多篇网柄细胞状黏菌(简称网柄菌)多样性系列研究论文。网柄菌属于阿米巴超群,以细菌为食,同时具有“携带”和“播种”细菌的“耕种行为”模式。这种生存模式在生态系统中可引起土壤微生物群落变化,进而成为森林生态系统的重要成员之一。网柄菌作为重要土壤微生物,因其独特生活史与“耕种行为”成为生物学研究的模式生物。李玉院士带领的网柄菌研究团队,在国内率先开展该类群的系统研究,建立中国唯一的网柄菌种质保藏中心,物种保藏数量居全球第二。李玉院士及其团队成员刘朴教授在国际知名期刊Microbiology Spectrum(IF=9.0431)和Journal of Fungi(IF=5.724)等发表网柄菌高水平研究论文四十余篇,并受邀在菌物学唯一综述期刊Fungal Biology Reviews(IF=6.7)发表“中国网柄菌分布及生态”的综述性论文。研究工作得到国家自然科学基金、吉林省科技发展计划等项目资助。


    网柄菌的传统形态学分类系统包括1目2科3属,2018年,根据SSU rDNA的分子系统学研究结果网柄菌的分类系统改为2目4科12属。但目前研究表明SSU rDNA序列对于网柄菌种级水平的划分并不理想。因此,在网柄菌分类研究方面寻找一个能够辅助SSU rDNA研究的基因片段具有重要意义。近日,团队发表在Microbiology Spectrum的研究论文“Diversity of Dictyostelid Cellular Slime Molds, Including Two Species New to Science, in Forest Soils of Changbai Mountain, China”,证明了atp1基因可作为目前网柄菌鉴定常用的SSU基因的补充,并以长白山地区网柄菌生物多样性研究为例,报道了2个网柄菌新种,讨论了海拔和林型对网柄菌生物多样性的影响,并通过与经度相似但纬度不同的台湾地区分布的网柄菌比较分析得出网柄菌科级多样性与纬度的关系,为进一步加深网柄菌生态学的研究提供参考,对微生物多样性的保护提供帮助。对长白山网柄菌多样性的研究既能挖掘网柄菌新资源,又能明晰长白山网柄菌多样性的分布格局。
    网柄菌是真核生物,因其生活史过程包含单细胞和多细胞阶段,成为生物界中的一类独特生物。在Fungal Biology Reviews上发表的综述论文“Distribution and ecology of dictyostelids in China”,团队回顾了中国网柄菌研究历史,梳理了中国网柄菌的物种分布名录,通过比较网柄菌在不同土壤生境中的生态特征,阐明我国不同气候带网柄菌的分布规律。在此基础上,与美国分布的网柄菌进行物种多样性比较,得出两国之间网柄菌分布的主要差异,推测这种差异是由于网柄菌存在相对孤立的进化趋势。通过表征网柄菌不同种个体发育阶段的差异,阐明网柄菌的表观形态特征与个体发育特征间的关系与规律。最后总结并展望网柄菌的研究现状和发展趋势,未来需要进一步完善全球特定植被及特定区域的网柄菌分布特征。
    网柄菌广泛存在于世界各地,并具有独特的生物地理分布格局。东南亚尤其是泰国对网柄菌物种多样性的研究及报道很少,自2008年,作者在泰国北部进行网柄菌的资源调查研究,获得不同形态的网柄菌菌株,且在2018年的研究中已发表其中5个网柄菌新种。近日,在Journal of Fungi上发表了文章“Four New Species of Dictyostelids from Soil Systems in Northern Thailand”。茵他侬山是泰国的最高山,该研究在泰国茵他侬山国家公园(Doi Inthanon National Park)热带云雾林土壤中分离得到5份网柄菌菌株,对其进行基于形态学和SSU分子系统学的研究,鉴定为4个新种。SSU序列分析表明它们亲缘关系较近且存在原位进化,这与Cavender等(2005)在美国Great Smoky Mountains National Park高海拔地区获得的几种网柄菌的情况类似。研究发现,泰国北部网柄菌群落的物种组成和多样性特征,与之前在东南亚(Cavender 1976)和美洲热带地区(Cavender et al. 2013)网柄菌的研究报道比较相似。本文分离得到的4个新种均从热带云雾林土壤中获得,说明这4种网柄菌更适宜有机质含量高且凉爽的土壤环境。

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