全 文 :Mycosystema
菌 物 学 报 15 January 2011, 30(1): 128-132
jwxt@im.ac.cn
ISSN1672-6472 CN11-5180Q
©2011 Institute of Microbiology, CAS, all rights reserved.
*Corresponding author. E-mail: hexinsheng@swust.edu.cn
收稿日期: 2010-06-08, 接受日期: 2010-09-26
瑞克纤孔菌在皂荚上的首次发现
郑俊娟 1 林琦 1 刘伟 2 贺新生 1*
1西南科技大学生命科学与工程学院 绵阳 621010
2华中农业大学应用真菌研究所 武汉 430000
摘 要:报道皂荚树的一种新病原菌,对采集的标本及其培养物的形态特征进行观察,对其 ITS 序列进行测定。将其鉴定为
瑞克纤孔菌 Inonotus rickii,与其亲缘关系较近的是 I. patouillardii 和 I. quercustris。
关键词:瑞克纤孔菌,皂荚树,形态特征,ITS rDNA 序列分析
First discovery of Inonotus rickii on Gleditsia sinensis
ZHENG Jun-Juan1 LIN Qi1 LIU Wei2 HE Xin-Sheng1*
1School of Life Science and Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang 621010, China
2Applied Mycology, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430000, China
Abstract: Macroscopic and microscopic observations and ITS rDNA sequence analysis were made for identifying a new pathogen of
Chinese honey locust Gleditsia sinensis. The parasite was identified as Inonotus rickii. Inonotus rickii is closely related to I.
patouillardii and I. quercustris.
Key words: Inonotus rickii, Gleditsia sinensis, morphology, ITS (Internal transcrided space) rDNA sequence analysis
瑞克纤孔菌 Inonotus rickii (Pat.) D.A. Reid 属于
担子菌门 Basidiomycota,伞菌亚门 Agaricomycotina,
锈 革 孔 菌 目 Hymenochaetales , 锈 革 孔 菌 科
Hymenochaetaceae,纤孔菌属(Melo et al. 2002)。瑞
克纤孔菌 Inonotus rickii 的同物异名有 Ceriomyces
cubensis (Pat.) Sacc.、Ceriomyces stuckertii Speg.、
Polyporus rickii (Pat.) Sacc. & Trotter.、Ptychogaster
cubensis Pat. 、 Ptychogaster lucidus Lloyd. 、
Xanthochrous rickii Pat.(Annesi et al. 2005)。纤孔
菌属除了瑞克纤孔菌以外,常见的有安德松纤孔菌
DOI:10.13346/j.mycosystema.2011.01.006
Vol.30 No.1 129
菌物学报
Inonotus andersonii Pat.、薄壳纤孔菌 Inonotus
cuticularis (Bull.) P. Karst.、粗毛纤孔菌 Inonotus
hispidus (Bull.) P. Karst.、桦纤孔菌 Inonotus obliquus
(Ach. ex Pers.) Pilát、剖氏纤孔菌 Inonotus patouillardii
(Rick) Imazeki、栎纤孔菌 Inonotus quercustris M.
Blackw. & Gilb.等(戴玉成 2009)。这些菌广泛分
布在热带和亚热带,在阔叶林中有大量发现,在温
带地区很罕见(Davidson et al. 1942;Jaquenoud
1985;Farr et al. 1989),只见于欧洲城市树木,如
朴树、槭树、栎树等(Intini 2002;Annesi et al. 2003)。
在我国,瑞克纤孔菌的报道很少(崔宝凯等 2009)。
图 1 皂荚树和生长其上的瑞克纤孔菌子实体
Fig. 1 Fruiting body of Inonotus rickii growing on Gleditsia sinensis.
作者在 2008 年 7 月 12 日于四川省简阳市草池
镇长河村的一棵皂荚树 Gleditsia sinensis Lam.树
干、树根表面采集到一份标本(图 1),2008 年 10
月 25 日又在同一树上采集到新鲜橙黄色的子实体;
2009 年 12 月 23 日在四川省梓潼县城关二小院内也
采集到同样的标本;2010 年 4 月 25 日在四川省简
阳市草池镇白马村的一棵皂荚树上再次采集到该
菌的标本。经过大量调查,发现该菌在四川地区的
唯一寄主是皂荚树,多发生在树龄超过 100 年的古
树上。目前我国对瑞克纤孔菌的研究还不够深入,
崔宝凯等(2009)首次对其进行了描述和显微结构
绘图。本实验室对其形态特征进行观察,采用组织
分离法获得纯菌丝体后,测定分析了其 ITS 序列。
1 材料与方法
1.1 研究标本
生长在皂荚树树干表面的真菌子实体,由贺
新生 2008 年 7 月 12 日采自四川省简阳市草池镇
长河村,保存在西南科技大学菌物标本室
(SWUST2008071201)。先对其形态特征进行描述,
再取少量菌肉组织制成水浸片,在侧置显微镜下进
行显微结构观察。
1.2 ITS rDNA 序列的测定
1.2.1 供试菌株:瑞克纤孔菌来自四川省简阳市草
池镇长河村采集的标本,保存在中国科学院微生物
研究所中国普通微生物菌种保藏管理中心
(CGMCC 3234)。本实验测定了它的 ITS 序列,其
余序列均来自基因库(GenBank)。
1.2.2 DNA 的提取:称取少量 CGMCC 3234 标本的
菌丝体,加液氮充分研磨后,迅速转移至 1.5mL 离
心管中,按照 Universal DNA Genomic Extraction Kit
Ver3.0(大连 TaKaRa,Cat#DV811A)使用说明提
取基因组 DNA。
1.2.3 ITS 区域的特异性 PCR 扩增:选择 ITS-1 和
ITS-4 这两个引物扩增 ITS 的全长序列(燕勇等
2008),它们由上海生工生物工程技术服务有限公
司合成。ITS-1:5′-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3′,
ITS-4:5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′。
50µL rDNA-ITS PCR 扩增反应体系的组成为:
10×PCR Buffer 5µL , 25mmol/L MgCl2 4µL ,
2.5mmol/L dNTP 4µL,20μmol/L ITS-1 和 ITS-4 引
物各 0.5µL,5U/μL 的 Taq DNA 聚合酶 0.25µL,
100-300ng/L DNA 模板 2µL,ddH2O 补足 50µL 反
图 2 被瑞克纤孔菌感染后的皂荚树 A:树皮的伤口处侵染后
心材干朽;B:树根处侵染后形成一个空洞;C:树干侵染后腐朽向树
心扩展.
Fig. 2 Gleditsia sinensis infected by Inonotus rickii. A: Infected bark
causing heartwood rot; B: Decaying trunk forming a hollow; C:
Infected trunk decaying towards the inner wood.
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应体系。反应条件为:预变性 94℃ 2min;变性 94℃
30s;复性 59℃ 30s;延伸 72℃ 90s,35 个循环;最
终 72℃延伸 10min。PCR 产物 2µL,用 1%琼脂糖
凝胶进行电泳,使用 EB 进行后染,在凝胶成像仪
上进行显影成像,观察是否扩增出目的条带。
1.2.4 ITS 序列的测定:将扩增出的目的核酸片段用
上海申能博彩生物科技有限公司的 3S 柱离心式琼
脂糖 DNA 小量快速纯化试剂盒纯化,然后送上海
生工生物工程技术服务有限公司进行测序。
表 1 供试菌株和基因号
Table 1 Tested strains and GenBank number
物种
Species
基因
GenBank No.
Inonotus rickii (CGMCC3234) FJ860053
I. rickii GQ253461
I. rickii FJ667753
I. andersonii AY558599
I. cuticularis AY558600
I. hispidus EU918125
I. baumii AY558608
I. obliquus AY558593
I. patouillardii AY072024
I. linteus GU903004
I. quercustris AY072026
I. radiatus AF237732
I. levis GQ253462
I. tropicalis AY599487
I. mikadoi AY640936
Irpex hydnoides AF479667
I. lacteus FJ810152
I. vellereus AF479670
Ischnoderma resinosum GU731564
I. benzoinum FJ711053
Jahnoporus hirtus FJ439517
Phellinus tremulae AY340068
P. punctatus EF429242
1.2.5 ITS 序列的分析:将测得的 CGMCC 3234 标本
的 rDNA ITS 序列提交到美国 NCBI 的 GenBank 数
据库,获得基因号,并进行 Blast 比对获得指标靠
前的 22 条相似序列,将其部分 rDNA 序列通过
Blast 工具和 DNAMAN 软件(6.0.40 版本)进行比
对分析,构建系统进化树。在 Multiple Sequence
Alignment 的Method 中选择“Full Alignment”和“Try
both strands”;在 Output 的 Tree/Homology Tree 中
选择“Observed Divergency”和“Toss gaps”,输出
树形图。树形图上的百分数表示比较菌株之间的相
似度。
2 结果分析
2.1 树木被侵染后的症状
该菌是一种能引起皂荚树腐朽的担子菌,能侵
染活的树枝、树干、树根,尤其是在树皮的裂口处
最易受侵染。受侵染的树木树叶稀疏,树枝死亡,
树心腐烂呈白色,造成树干、树根空心,树木白腐
病;同时也使树的边材和形成层腐朽化,树干和树
枝上出现肿胀和裂缝,有胶状物渗出,使周围的树
皮湿润着色,树冠上半部分有枯枝出现,导致树木
难以稳固生长(图 2)。
2.2 形态鉴定
该菌为有性的一年生真菌。子实体着生于树干
表面,半球状或坠状,近圆有凹坑,初较软,肉质,
用手触摸柔软光滑,吐出透明、琥珀色水珠,无皮
状结构,黄褐色到金黄色,表面呈绒毛状;然后变
深灰褐色,松而脆,易碎,纤维质,有明显环轮状,
环轮超过 15 层,每层容易分离,层厚 1-8mm,先
软木状,后变为粉状。菌丝体系统二型,有隔膜和
分枝,直径 5-8μm;骨架菌丝褐色,8-10μm。
菌丝平行排列成菌肉,有刚毛。生殖菌丝透明,在
其顶端或侧面形成产孢菌丝,菌丝膨大发育成串生
的厚垣孢子。厚垣孢子褐色,先椭圆形后球形,表
面近光滑,有或无残留的菌丝,10-16×10-15μm。
本实验室培养出瑞克纤孔菌的子实体后,将其切开
可以看见琥珀色液滴,被其侵染后会从树干表面逐
渐侵染至树心(图 3,图 4)。经形态学鉴定该菌为
瑞克纤孔菌 I. rickii。
2.3 亲缘关系比较
将标本 CGMCC 3234 测定的 DNA 序列提交到
NCBI 的 GenBank 数据库获得基因号为 FJ860053。
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图 3 瑞克纤孔菌的子实体和菌丝体形态 A:表面呈绒毛状;B:纤维质,有明显的环轮;C:软木状,后变为粉状;D:菌丝;E:骨架菌
丝;F:厚垣孢子.
Fig. 3 Fruiting body and mycelium morphology of Inonotus rickii. A: Villous surface of fruiting body; B: Fibrous and annulated surface of fruiting
body; C: Cork-like and powdery fruiting body; D: Mycelium; E: Skeletal hyphae; F: Chlamydospore.
图 4 瑞克纤孔菌的厚垣孢子和培养的子实体 A:菌丝膨大发育成串生厚垣孢子;B:顶生和侧生厚垣孢子;C:厚垣孢子;D:菌落;E:
实验室培养的子实体;F:将子实体切开,有琥珀色液滴,箭头所示.
Fig. 4 Chlamydospores and cultured fruiting body of Inonotus rickii. A: Chlamydospores inside hyphae; B: Apically and laterally bearing
chlamydospores; C: Chlamydospores; D: Colony; E: Fruiting body cultured; F: Amber droplets exuding from the section of fruiting body
(arrow).
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该序列总长度为 813bp,其中 18S rDNA 部分序列
25bp,ITS1 rDNA序列314bp,5.8S rDNA序列156bp,
ITS2 rDNA 序列 226bp,28S rDNA 部分序列 92bp。
供比较的 23 个菌株的 ITS rDNA 序列长度不一致,
最长为 Inonotus linteus(GU903004)菌株 781bp,最
短为 Jahnoporus hirtus(FJ439517)菌株 543bp。
利用 DANMAN 软件分析 23 个菌株的 ITS
rDNA 序列,得到系统进化树(图 5)。与 I. rickii
CGMCC 3234(FJ860053)亲缘关系最近的菌株是
Inonotus patouillardii(AY072024)和 I. quercustris
(AY072026),序列相似度达到 99%。
图 5 基于 ITS rDNA 序列的 Inonotus 进化树
Fig. 5 Evolutionary tree of Inonotus based on ITS rDNA sequences.
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