全 文 ： 菌物学报
jwxt@im.ac.cn 15 March 2012, 31(2): 174-186
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基金项目：浙江省自然科学基金（No. Y3090409）；哈尔滨市青年科学基金（No. 2002AFQXJ006）
*Corresponding author. E-mail: sunlifu@usx.edu.cn
收稿日期: 2011-07-11, 接受日期: 2011-10-19

中国与北美大陆的高卢蜜环菌系统发育分析
孙立夫 1* 张艳华 1 裴克全 2 杨国亭 4 宋玉双 3 宋瑞清 4
1绍兴文理学院生命科学学院 浙江 绍兴 312000
2中国科学院植物研究所生态中心 北京 100093
3国家林业局森林病虫害防治总站 辽宁 沈阳 110034
4东北林业大学林学院 黑龙江 哈尔滨 150040



摘 要：在中国和北美大陆分别收集 53 和 15 株高卢蜜环菌 Armillaria gallica 菌株，并用 ISSR（inter-simple sequence
repeat）分子标记对这些菌株进行了亲缘关系及系统发育分析。结果表明：中国和北美大陆的 A. gallica 因地理隔离产
生明显的遗传分异，在系统发育树上分别形成了各自的进化分支；北美大陆的分支内部遗传分化尚不明显，而中国
的进化分支遗传分化程度相对较大且更为古老，中国菌株可能是两个大陆 A. gallica 的祖先株系。
关键词：系统发育树，遗传多样性，地理隔离

Phylogenetic analysis of Armillaria gallica from North America
and China
SUN Li-Fu1* ZHANG Yan-Hua1 PEI Ke-Quan2 YANG Guo-Ting4 SONG Yu-Shuang3
SONG Rui-Qing4
1College of Life Sciences, University of Shaoxing, Shaoxing, Zhejiang 312000, China
2Ecology Centre, Institute of Botany, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100093, China
3Forest Diseases and Insect Pests Prevention and Cure General Station of Chinese State Forestry Department, Shenyang, Liaoning 110034,
China
4School of Forestry, Northeast Forestry University, Harbin, Heilongjiang 150040, China
Abstract: Fifteen and 53 isolates of Armillaria gallica were collected respectively in North America and China. The
phylogeny and genetic relationship of these isolates were analyzed by ISSR-PCR. The results indicated that isolates of North
America and those of China showed obvious genetic differentiation caused by geographic isolation, forming different clades
in the phylogenetic tree. The genetic differentiation within North American clade was not obvious, but the differentiation
DOI:10.13346/j.mycosystema.2012.02.010
孙立夫 等 /中国与北美大陆的高卢蜜环菌系统发育分析
菌物学报
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within Chinese clade was clear and more ancient. Chinese isolates might be the ancestry of A. gallica in the two continents.
Key words: phylogeny tree, genetic diversity, geographic isolation


蜜环菌属 Armillaria (Fr.) Staude 是担子菌
亚门中一个经济价值很高的属（戴玉成等
2000；戴玉成和杨祝良 2008；戴玉成等 2010），
也是一类非常重要的林木病原菌，它们的寄主
范围广，培养特征和担子果形态变异大，对林
木分解和物质循环有重要贡献（Kile et al.
1991）。在土壤中能产生发达的菌索，主要营腐
生或寄生生活；它还是天麻的优良共生菌（Cha
& Igarashi 1995；Sung et al. 1995；Kim 1997）。
从 Korhonen 1978 年首次发现蜜环菌生物种以
来，生物种已成为蜜环菌系统分类的基础，根
据生物种建立的分类体系，已被菌物分类学和
森林病理学界广泛承认（秦国夫等 2000；孙立
夫等 2007a；赵俊等 2005，2008a，b；王汉臣
2010 ）。高卢蜜环菌 A. gallica Marxm. &
Romagn.是蜜环菌属中一个在北半球分布广泛
的生物种（Saville et al. 1996；孙立夫等 2007b；
Gatto et al. 2009；Antonín et al. 2009；Keča &
Solheim 2011）。而蜜环菌属的系统发育学和遗
传多样性研究，是现代蜜环菌生物种研究的热
点之一。
分子标记技术是对基于互交不育群概念鉴
定蜜环菌生物种方法的重要补充（Coetzee et al.
2000；Lima et al. 2008；Dodd et al. 2010），也
是系统发生学和遗传多样性研究的重要手段
（Mueller et al. 2001；孙立夫等 2003；Maphosa
et al. 2006；杜萍等 2010；Pildain et al. 2010；
Baumgartner et al. 2010；McLaughlin & Hsiang
2010），ISSR（inter-simple sequence repeat）是
理想的分子标记之一，通常为共显性，呈 Mendel
式遗传，有很好的稳定性和多态性，经济高效
（Jarne & Lagoda 1996；宋小亚等 2007；杨晓
莉等 2010；赵云福等 2010）。近来 ISSR 标记
也比较多地用于蜜环菌的研究（秦国夫等
2001；孙立夫等 2003，2009b，2010；Simone et
al. 2010）。本研究尝试用 ISSR 分子标记技术对
中国和北美大陆的A. gallica菌株的系统发育关
系进行分析和讨论。
1 材料与方法
1.1 菌株采集与鉴定
参试 A. gallica 菌株共 68 株，其中 15 株双
倍体菌株来自于北美大陆的野外营养菌丝，53
株单倍体菌株来自于中国东北地区，是用孢子
印单孢分离鉴定后所得到的单倍体菌丝（表 1）。
所选 2 个不同生物种的蜜环菌外群与孙立夫等
（2011）所用的外群相同。相关菌株保存于国
家林业局森林病虫害防治总站。
表 1 中国和北美的高卢蜜环菌系统发育参试菌株表
Table 1 The samples of Armillaria gallica in North America and China
菌株号
Isolate No.
标本号
Sample No.
采集地点
Collection site
寄主植物或生境
Host or habitat
采集人
Collector
C1 02101 黑龙江东京城 Dongjingcheng, HLJ 槭树 Acer sp. SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C2 02102 黑龙江穆棱 Muling, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
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续表 1
C3 02103 黑龙江穆棱 Muling, HLJ 栎树 Quercus sp. SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C4 02105 黑龙江穆棱 Muling, HLJ 长白落叶松 Larix olgensis SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C5 02107 黑龙江穆棱 Muling, HLJ 长白落叶松 L. olgensis SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C6 02108 黑龙江穆棱 Muling, HLJ
红松林下
Ground in Pinus koraiensis forest
SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C7 02109 黑龙江穆棱 Muling, HLJ
红松林下
Ground in Pinus koraiensis forest
SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C8 02111 黑龙江绥阳 Suiyang, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C9 02112 黑龙江绥阳 Suiyang, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C10 02115 黑龙江八面通 Bamiantong, HLJ 枯枝落叶上 On litter SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C11 02116 黑龙江八面通 Bamiantong, HLJ 桦树 Betula sp. SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C12 02117 黑龙江八面通 Bamiantong, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C13 02118 黑龙江八面通 Bamiantong, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C14 02119 黑龙江林口 Linkou, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C15 02120 黑龙江林口 Linkou, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C16 02121 黑龙江林口 Linkou, HLJ 长白落叶松 L. olgensis SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C17 02122 黑龙江林口 Linkou, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C18 02125 黑龙江柴河 Chaihe, HLJ 长白落叶松 L. olgensis SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C19 02126 黑龙江柴河 Chaihe, HLJ 长白落叶松 L. olgensis SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C20 02128 黑龙江海林 Hailin, HLJ 长白落叶松 L. olgensis SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C21 02130 黑龙江海林 Hailin, HLJ 长白落叶松 L. olgensis SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C22 02135 黑龙江海林 Hailin, HLJ 长白落叶松 L. olgensis SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C23 02137 黑龙江海林 Hailin, HLJ 长白落叶松 L. olgensis SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C24 02142 黑龙江大海林 Dahailin, HLJ 长白落叶松 L. olgensis SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C25 02143 黑龙江大海林 Dahailin, HLJ 长白落叶松 L. olgensis SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C26 02144 黑龙江大海林 Dahailin, HLJ 长白落叶松 L. olgensis SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C27 02145 黑龙江大海林 Dahailin, HLJ 蒙古栎 Q. mongolica SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C28 02146 黑龙江大海林 Dahailin, HLJ 兴安杜鹃 Rhododendron dauricum SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C29 02147 黑龙江大海林 Dahailin, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C30 02148 黑龙江大海林 Dahailin, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C31 02149 黑龙江大海林 Dahailin, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C32 02150 黑龙江大海林 Dahailin, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C33 02151 黑龙江大海林 Dahailin, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C34 02152 黑龙江大海林 Dahailin, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C35 02153 黑龙江迎春 Yingchun, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
孙立夫 等 /中国与北美大陆的高卢蜜环菌系统发育分析
菌物学报
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续表 1
C36 02162 黑龙江黑河 Heihe, HLJ 榛子 Corylus sp. SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C37 02163 黑龙江黑河 Heihe, HLJ 蒙古栎 Q. mongolica SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C38 02164 黑龙江黑河 Heihe, HLJ 杨树 Populus sp. SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C39 02170 黑龙江孙吴 Sunwu, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C40 02173 黑龙江逊克 Xunke, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C41 96001/10 黑龙江嫩江 Nenjiang, HLJ 蒙古栎 Q. mongolica QIN Guo-Fu
C42 96003/3 黑龙江嫩江 Nenjiang, HLJ 蒙古栎 Q. mongolica QIN Guo-Fu
C43 96013/16 黑龙江 727 林场 Tree farm 727, HLJ 蒙古栎 Q. mongolica QIN Guo-Fu
C44 96030/29 黑龙江孙吴 Sunwu, HLJ 蒙古栎 Q. mongolica QIN Guo-Fu
C45 96031 黑龙江北安 Bei’an, HLJ 蒙古栎 Q. mongolica QIN Guo-Fu
C46 96032 吉林青沟 Qinggou, JL 阔叶树 Angiosperm QIN Guo-Fu
C47 96043/13 吉林青沟 Qinggou, JL 长白落叶松 L. olgensis QIN Guo-Fu
C48 96039/24 吉林白河 Baihe, JL 阔叶树 Angiosperm QIN Guo-Fu
C49 01101/10 吉林长白山 Changbai mountain, JL 紫椴 Tilia amurensis SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C50 01102/2 吉林黄松蒲 Huangsongpu, JL 蒙古栎 Q. mongolica SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C51 01104/8 吉林长白山 Changbai mountain, JL 蒙古栎 Q. mongolica SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C52 01105/7 吉林长白山 Changbai mountain, JL 蒙古栎 Q. mongolica SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
C53 01106/10 吉林白河 Baihe, JL 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
NA1 DRA-81 北美洲 North America 红花槭 A. rubrum Unknown
NA2 DRA-146 北美洲 North America 糖槭 A. saccharum Unknown
NA3 DRA-243 北美洲 North America 美国山毛榉 Fagus grandifolia Unknown
NA4 DRA-245 北美洲 North America 野黑樱桃 Prunus serotina Unknown
NA5 DRA-251 北美洲 North America 美洲铁木 Ostrya virginiana Unknown
NA6 DRA-263 北美洲 North America 心果山核桃 Carya cordiformis Unknown
NA7 DRA-266 北美洲 North America 美洲椴树 Tilia americana Unknown
NA8 DRA-309 北美洲 North America 美洲椴树 T. americana Unknown
NA9 DRA-333 北美洲 North America 美国白蜡 Fraxinus americana Unknown
NA10 DRA-350 北美洲 North America 糖槭 A. saccharum Unknown
NA11 DRA-361 北美洲 North America 北美红栎 Q. rubra Unknown
NA12 DRA-380 北美洲 North America 美国山毛榉 F. grandifolia Unknown
NA13 DRA-381 北美洲 North America 糖槭 A. saccharum Unknown
NA14 DRA-412 北美洲 North America 小糙皮山核桃 C. ovata Unknown
NA15 DRA-414 北美洲 North America 白檫 Sassafra albidum Unknown
OG1 (CBS F) 02160 黑龙江东方红 Dongfanghong, HLJ 桦树 Betula sp. SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
OG2 (A. ostoyae) 02171 黑龙江黑河 Heihe, HLJ 未知 Unknown SUN Li-Fu, YANG Guo-Ting
Note: HLJ, Heilongjiang; JL, Jilin; OG1, Out group 1; OG2, Out group 2.
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1.2 菌种培养与 DNA 提取
菌种的培养与 DNA 提取见孙立夫等
（2009a）的方法。
1.3 ISSR-PCR 扩增
ISSR-PCR 扩增的反应条件及引物筛选，详
见孙立夫等（2009b）的研究结果，所用 6 个引
物见表 2。整个扩增重复两次。
表 2 ISSR 引物及退火温度
Table 2 The primers of ISSR and the denaturation temperature
引物序号（编号）
Primer sequence
number (No.)
引物序列
Primer
sequence
退火温度
Denaturation
temperature
9#(MAO) (CTC)4RC 48℃
11#(GUO) BDB(ACA)5 48℃
13#(857) (CA)8YG 54℃
14#(MANNY) (CAC)4RC 60℃
15#(TCG) XDH(TCG)5 61℃
16#(CGA) DHB(CGA)5 61℃
Note: B: G/T/C; D: G/A/T; Y: C/G; R: A/T; X: A/C/G; H: A/T/C.
1.4 电泳检测与数据处理
电泳检测的部分结果见图 1，用 Labworks
4.0 软件进行计算机读带，方法参见孙立夫等
（2011）。用 NTSYS-PC（Version 2.10a）的非
加权配对组算术法（UPGMA）进行聚类分析，
用 PHYLIP（Version 3.6a3）的 Dollop 简约法
（重复和混合各 100 次）进行系统发育分析，
并构建系统发育树，PHYLIP 所得树状图用
Treeview（Version 1.6.6）读取。电泳检测重复
两次。
2 结果与分析
从 NTSYS 所得树状图（图 2）可知，来自
两个大陆的 A. gallica 菌株遗传相似性水平在
0.742－0.920 之间。两个外群，即不同的蜜环
菌生物种同A. gallica菌株的相似性水平分别为
0.720 和 0.753；除外群以外，Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ都是
中国菌株，遗传变异较大，甚至达到了生物种
的种间遗传差异水平，关于这 3 个中国菌株的
遗传分异已被讨论过了（孙立夫等 2011），本
文不再赘述。北美 15 个菌株和中国其余 50 个
菌株在相似系数为 0.76 时明显地聚成两个群
组，北美分支内部 15 个菌株的相似性水平为
0.795－0.920，而中国发育分支内部 50 个菌株
的相似系数为 0.773－0.910。表明两个大陆间
A. gallica 菌株因地理隔离而出现明显的遗传
分化。

图 1 9#引物对高卢蜜环菌 Armillaria gallica 供试菌株扩增的 ISSR 电泳图谱
Fig. 1 Electrophoretogram of Armillaria gallica isolates amplified with 9# primer. M: DL2000 Marker; 1-16: C1-C16; 17-32: C17-C32;
33-48: C33-C48; 49-53: C49-C53; 54-68: NA1-NA15; 69: OG1; 70: OG2.

孙立夫 等 /中国与北美大陆的高卢蜜环菌系统发育分析
菌物学报
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从 PHYLIP 所得的有根系统发育树（图 3）
来看，中国与北美的 A. gallica 菌株系统发育的
支序关系比较清楚：参照两个外群，将中国的
C39 菌株视为发育树的根；中国的 C49、C50
和 C53 共 3 个菌株首先分异出来形成了分支
ChinaⅠ；随后北美大陆同中国的 A. gallica 菌
株也开始分异形成了由北美大陆的 15 个菌株
组成的 North America 分支；其余 49 个中国 A.
gallica 菌株形成了两个分支，其中 ChinaⅡ全部
是由牡丹江地区的菌株组成的独立进化分支，
而分支 China Ⅲ则是包含了牡丹江、黑河和吉
林等 3 个居群菌株的混合进化分支。这样的支
序结构表明，北美大陆同中国的 A. gallica 因地
理隔离而形成了两个不同的进化分支（clade）；
北美发育系内部遗传分化尚不显著，而中国的
A. gallica 菌株分属先后 3 个进化分支，遗传分
化程度相对较高，这与秦国夫等（2001）的研
究结果一致。

图 2 用 6个 ISSR 引物扩增 68 个 Armillaria gallica 菌株的树状图
Fig. 2 Dendrogram on 68 isolates of Armillaria gallica amplified with 6 ISSR primers.
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图 3 用 6 个 ISSR 引物扩增 68 个 Armillaria gallica
菌株的有根的系统发育树
Fig. 3 Phylogenetic tree with root on 68 isolates of Armillaria
gallica amplified with 6 ISSR primers.
3 讨论与结论
综合两个软件的分析结果来看，所构建的
树状图整体上能够揭示两大陆A. gallica的亲缘
关系和分子系统学关系。但两个软件的核心算
法有些不同，因此两个分析软件的侧重点和结
果以及所揭示的意义也有所不同。NTSYS 主要
用来进行表征分析，是表征分析中最著名的软
件之一；而 PHYLIP 则是侧重系统发育分析研
究，是系统发育研究中应用最广泛的软件之
一。本文也是根据两个软件的不同侧重点来对
比使用，对同一数据结果进行不同侧面的分
析。通常分子系统学研究的结果都用树状图
（dendrogram）来表示，PHYLIP 和 NTSYS 都
能构建树状图，根据它们所产生及代表的含义
不同，将树状图分为表征图（phenogram）和分
支图（cladogram）两种。表征图反映了所研究
类群间的相似性程度，在一定程度上也代表了
类群间的亲缘关系。而分支图和系统发育树
（phylogenetic tree）的含义是一致的，其用来
标明类群间的系统发育关系、进化的时间和过
程（邹喻苹等 2001）。本文用 NTSYS 进行聚类
分析计算遗传相似系数，并构建树状图，主要
用以揭示北美大陆同中国的A. gallica菌株的亲
缘关系；而用 PHYLIP 的 dollop 简约性分析所
构建的树状图，主要用来分析中国和北美两大
陆 A. gallica 的系统发育关系。
蜜环菌有一个持续的二倍体菌丝生长阶段
（Simone et al. 2010），因而通常易于获得的是
蜜环菌的双倍体菌丝。虽然来自北美大陆的蜜
环菌菌株都是双倍体的，而中国菌株均是单倍
体的，但在洲际大陆的尺度水平上，依然可以
进行亲缘关系和系统发育分析，参试菌株染色
体倍性差异并不影响分析的结果，这一点已由
孙立夫等（2010）讨论过了。
A. gallica 在北半球分布较广。本研究中除
C5、C39 和 C40 外，就总体而言发现中国和北
美两大陆间该生物种内的遗传相似性水平比较
高。一些证据表明，担子菌类已经存在大约 2
亿年之久了（Kile 1994）。Armillaria 也是一个
相当古老的属，据推测其目前的分布格局是由
远古祖先种适应性辐射形成的，在形成过程中
伴随着植被分布变化和气候条件大幅度震荡的
大陆板块分裂和漂移（Kile 1994）。至少在更新
孙立夫 等 /中国与北美大陆的高卢蜜环菌系统发育分析
菌物学报
181
世（距今约 180 万年至 1 万年），亚洲和北美之
间还存在着像白令陆桥这样能在冰川时期完成
生物物质传输转移的路线（Graham 1993），这
为蜜环菌的远距离孢子散播提供了可能，但之
后的海陆变迁形成了海洋等物理障碍而产生了
地理隔离，阻断了两个大陆间菌株的基因流。
菌株间存在强烈的生物地理隔离而出现遗传分
化，可能会进一步形成生殖隔离而产生新的种，
长 期 的 地 理 隔 离 使 种 群 处 于 异 域 物 种
（allopatric speciation）形成过程之中（Pildain et
al. 2010）。生物生存的环境随着时间和空间而
发生变化，环境随时间的变化导致生物的适应
进化，环境在空间上的异质性导致生物的分异，
分异的结果是形成不同的物种（张昀 2003）。
对已表现出分子差异以及低比例（或无）体外
交配融合的远亲种群而言，异域物种的形成是
显而易见的结果，在这样的条件下隔离机制是
有效的，分异过程可能是连续的，持续进行于
物种形成前后，但在生殖隔离后遗传分异更加
明显（Zervakis et al. 2004）。地理隔离在
Pleurotus（Vilgalys & Sun 1994）、Flammulina
（Hughes et al. 1999）、Omphalotus（Hughes &
Petersen 1998）一类地理分布较为广泛的担子菌
的进化和物种形成过程中起着重要作用。中国
和北美大陆的A. gallica菌株因地理隔离而明显
表现出遗传分化，表明它们经历了不同的进化
历史，可能在不同的环境中不同的选择压力使
其出现了分异。这与来自不同地理起源的各个
A. mellea 种群间出现较大的遗传分异（Coetzee
et al. 2000，2003；McKinnon et al. 2004；
Baumgartner et al. 2010），以及来自美国和台湾
的盖囊侧耳 Pleurotus cystidiosus 跨洲际种群之
间出现共同的不亲和性等位基因（Moore 1985；
Zervakis 1998）等情况相类似。
Armillaria 属的分布是世界性的，在所有的
大陆上都有发生，但并没有表现出任何种的连
续性分布，相反表现为相当程度的大陆地方性，
而且部分种类广泛分布于北半球以前相邻的大
陆板块（Kile 1994；孙立夫等 2007a）。Coetzee
et al.（2000）发现蜜环菌系统发育树明显分为
南半球和北半球两个单态的系统发育分支。而
南半球蜜环菌要比北半球蜜环菌具有更高的种
内遗传多样性，认为南半球蜜环菌要比北半球
的蜜环菌更为古老，因此认为蜜环菌属具有一
个共同的起源，推测蜜环菌在冈瓦纳大陆时期
就已经出现，随着大陆板块的漂移和长期的历
史演化，发展到目前的地理分布格局。在南半
球上几个大陆间，除 A. heimii 外目前几乎没有
共同的种在不同大陆上都有分布的报道，而北
半球则与南半球不同，北半球的几个大陆间有
一些共有的生物种，如 A. gallica、A. ostoyae、
A. tabescens 和 A. mellea 等（孙立夫等 2007a）。
Chillali et al.（1998a，b）和 Keča et al.（2006）
有关欧洲蜜环菌各生物种系统发育的研究也表
明，欧洲蜜环菌各生物种相对比较亲密，且于
相对较近的远古时代从一个共同的祖先演化形
成。北美蜜环菌生物种的情况也大致如此
（Anderson & Stasovski 1992；Piercey-Normore
et al. 1998）。而且北半球不同大陆上的部分生
物种之间存在一定比例的性亲和反应（秦国夫
2002），说明北半球的蜜环菌各生物种有较近的
亲缘关系。在图 2 中外群 2 A. ostoyae 与中国
C39 菌株表现出 0.783 的遗传相似性，亲缘关系
较近，甚至超过了与同生物种菌株的相似性水
平，表明 C39 菌株比较保守且异源性很强，可
能属于相对古老的发育系。Bérubé & Dessreault
（1989）、Anderson & Stasovski（1992）、Miller
et al.（1994）以及 Korhonen（1995）基于形态
学基础和 DNA 数据分析等分子系统学研究结
果，将北半球温带地区中的蜜环菌分成了 5 个
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族（cluster）。秦国夫（2002）在这个分类框架
中又加上了中国报道的种类，A. gallica 或其祖
先种应为高卢蜜环菌族 A. gallica cluster 各生物
种在各大陆的起源种，外群 1（CBS F）即为高
卢蜜环菌族成员，而 A. ostoyae 属于奥氏蜜环菌
族 A. ostoyae cluster，C39 菌株与外群 1 和 2 在
图 3 中的相互位置也符合这一观点，所以将 C39
作为本研究系统发育树的根是合适的。根据支
序图可以进行推断：中国的 A. gallica 可能是最
为古老的，是两个大陆 A. gallica 共同的祖先，
由于大陆板块的漂移以及地理隔离等原因，两
个大陆的A. gallica逐渐出现了地理性的遗传分
化。地理隔离的种群逐步积累遗传差异，地理
隔离是某些真菌种类之间系统发育分异的原因
（Zervakis et al. 2004）。
分子系统学的任务是从生物大分子的信息
推断进化历史，或“重塑”系统发生（谱系）
关系，并以系统树的形式表示出来（张昀
2003）。而建立分子系统树的理论前提是生物大
分子的进化速率是相对恒定的，遗传差异的量
与由共同祖先分异之后所经历的独立进化的时
间成正比（张昀 2003）。大多数系统学方法推
断的系统树是无根树（unrooted tree），或称无
根谱系（unrooted phylogeny）。所谓“无根”，
是指树系中代表时间上最早的部位（最早的共
同祖先）不能确定。若两外群和 C39 不能确定
为祖先种，则其无根发育树如图 4 所示。从无
根系统发育树上看，两个大陆的 A. gallica 已各

图 4 用 6 个 ISSR 引物扩增 68 个 Armillaria gallica 菌株的无根系统发育树
Fig. 4 Unrooted phylogenetic tree on 68 isolates of Armillaria gallica amplified with 6 ISSR primers.
孙立夫 等 /中国与北美大陆的高卢蜜环菌系统发育分析
菌物学报
183
自形成了自己的独立系统发育系，中国菌株遗
传分化程度较大，进一步推断来自中国东北地
区的 A. gallica 可能是相对古老的祖先种，这尚
需要进一步的研究证实。
若将不同的进化分支作为独立的进化单位
（Zervakis et al. 2004），则在蜜环菌的分类研究
中，可采用系统发育种的概念来取代生物种概
念。系统发育种是基于多基因系谱的一致性而
建立的真菌种的概念（Taylor et al. 2000）。
Hibbett & Donoghue（1996）已经令人信服地讨
论了系统发育种是更可能维护一个种的概念内
系统发育和遗传多样性最大数量的概念。建议
开展蜜环菌系统发育种的研究。
不论怎样构建系统发育树，有一点可以肯
定，即中国和北美两个大陆的 A. gallica 各自形
成了相对独立的系统发育分支，两个大陆的 A.
gallica 地理性遗传分化已经基本形成。北美大
陆的系统发育系遗传分化尚不明显；但中国的
系统发育系内部有一定程度的遗传分化程度且
更为古老，出现了地理性的遗传分化，中国菌
株可能是两个大陆 A. gallica 的祖先株系。

致谢：感谢国家林业局森林病虫害防治总站秦国夫和赵
俊两位老师对本研究给予的帮助和支持。
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