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一株野生朱红硫磺菌的鉴定及系统发育地位研究



全 文 :文章编号:1001 - 4829(2014)05 - 2086 - 04
收稿日期:2013 - 10 - 11
基金项目:四川藏区和攀西地区名贵食药用菌可持续利用技术
研究和应用项目(2013NZ0029) ;食药用菌现代产业关键技术研
究集成与产业化示范项目(2012NZ003)
作者简介:李小林 (1985 -) ,男,博士,助理研究员,主要研究方
向为珍稀食药用菌相关研究,* 为通讯作者,E-mail:huang-
zhongqian29@ 126. com。
一株野生朱红硫磺菌的鉴定及系统发育地位研究
李小林1,郑林用1,黄羽佳2,甘炳成1,陈 章3,黄忠乾1*
(1.四川省农业科学院土壤肥料研究所,四川 成都 610066;2.四川省技术创新促进会,四川 成都 610017;3.四川省农业科学院
农业信息与农村经济研究所,四川 成都 610066)
摘 要:为了准确鉴定一株从四川省成都市采集到的疑似可食野生大型真菌。在形态学特征观察的同时提取了子实体基因组总
DNA,进行 ITS序列的扩增、测序,并构建系统发育树,最后将形态学特征和系统发育地位结合来鉴定其准确分类。结果表明:该大
型真菌为非褶菌目(Aphyllophorales)多孔菌科(Polyporaceae)硫黄菌属(Laetiporus)朱红硫磺菌[Laetiporus sulphureus var. miniatus
(Jungh.)Imazeki]。在形态学的基础上构建系统发育树能准确对朱红硫磺菌进行分类和鉴定。
关键词:野生资源;ITS;大型真菌;系统发育树
中图分类号:S646. 9 文献标识码:A
Identification and Phylogeny of Wild Laetiporus sulphureus var.
miniatus (Jungh.)Imazeki
LI Xiao-lin1,ZHENG Lin-yong1,HUANG Yu-jia2,GAN Bing-cheng1,CHEN Zhang3,HUANG Zhong-qian1*
(1. Soil and Fertilizer Institute,Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Sichuan Chengdu 610066,China;2. Technology Innovation
Foundation of Sichuan,Sichuan Chengdu 610017,China;3. Agricultural Information and Rural Economy Institute,Sichuan Academy of Ag-
ricultural Sciences,Sichuan Chengdu 610066,China)
Abstract:In order to accurately identify one kind of suspected large edible wild fungi collected from Chengdu,Sichuan province,the genom-
ic DNA was extracted from fruiting body then used as template for ITS gene PCR amplification while morphology of fruiting bodies was ob-
served. After sequencing,the sequence was analyzed using phylogenetic method. Finally,the exact classification of fungi was identified by
morphological characteristics and phyloenetic position. The results indicated that the fungus was Laetiporus sulphureus var. miniatus
(Jungh.)Imazeki which belonged to Laetiporus,Polyporaceae,Aphyllophorales. Laetiporus sulphureus var. miniatus (Jungh.)Imazeki
could accurately identified by constructing phylogenetic tree based on morphological method.
Key words:Wild resources;ITS;Macrofungi;Phylogenetic tree
朱红硫磺菌[Laetiporus sulphureus var. miniatus
(Jungh.)Imazeki]属于非褶菌目(Aphyllophorales)
多孔菌科(Polyporaceae)硫黄菌属(Laetiporus)大型
真菌[1],常生长于针阔混交林或针叶树林松属(Pi-
nus)或栎属(Quercus)树干基部。中文别名为硫色
孔菌朱红色变种、红色硫磺菌、鸡冠菌、鲑鱼菌、树花
菌、鲑鱼菇等,拉丁 Laetiporus miniatus (Jungh.)
Overeem为其主要同物异名。其子实体幼嫩至成熟
时可食用,味道鲜美似鲑鱼一般,老后常呈干酪状,
无食用价值但可入药。
朱红硫磺菌在我国广泛分布于黑龙江、河北、四
川、西藏、新疆、台湾等地,目前已有人工栽培,是一
种食用价值较高的珍稀食用菌。近年来,我国对朱
红硫磺菌资源收集及驯化工作已有一定的进
展[2 ~ 3],但报道仍较少。朱红硫磺菌是硫磺菌的一
个变种,它与硫磺菌及其它变种之间存在一定的差
异。池玉杰等[4]研究发现朱红硫磺菌与硫磺菌原
变种培养特性之间存在着较大差异。有报道称朱红
硫磺菌是口服避孕药的重要原料,甚至有一定抗癌
作用[5]。不仅如此,Hwang 等[6]发现朱红硫磺菌菌
丝体胞外多糖及促胰岛素属性方面有一定相关性。
目前对朱红硫磺菌的形态特征研究较多,但对
其 ITS序列分析的报道则较为少见。随着现代分子
6802
西 南 农 业 学 报
Southwest China Journal of Agricultural Sciences
2014 年 27 卷 5 期
Vol. 27 No. 5
DOI:10.16213/j.cnki.scjas.2014.05.064
图 1 野生大型真菌的寄主植物
Fig. 1 Host plant of the wild macrofungi
生物学的发展,以分子生物学和形态结合起来的鉴
定逐渐成为趋势。笔者在成都平原采集到一株野生
大型真菌,初步认定为硫磺菌属真菌,并构建其系统
发育树,初步明确其准确分类地位,以期为日后驯化
栽培及相关珍稀食用菌的鉴定奠定基础。
1 材料与方法
1. 1 资源采集
2013 年 9 月 8 日采集于成都市崇州市鸡冠镇
鸡冠山乡岩峰村[λ(E)103°3,φ(N)30°8]竹林
栎树枯木树干上,海拔 1200 m。
1. 2 形态学分析
野生大型真菌的形态学观察以新鲜标本作为材
料,参照金鑫[7]方法进行形态特征观察和描述,其
中子实体的大小分类如下:很小(直径 ≤ 3 cm)、小
型(直径 3 ~ 5 cm)、中等(直径 5 ~ 9 cm)和大型(直
径 9 ~ 15 cm)[8]。
1. 3 总 DNA的提取
取新鲜子实体菌盖和菌柄采用 Biospin 真菌基
因组 DNA 提取试剂盒(博日科技,杭州)提取总
DNA,2 次重复。
1. 4 ITS序列扩增
以总 DNA为模板,采用引物 ITS4 (5’-TCC
图 3 供试菌株孢子结构
Fig. 3 Basidiospores of test strain
TCC GCT TAT TGA TAT GC-3’)及 ITS5 (5’-GGA
AGT AAA AGT CGT AAC AAG G-3’)扩增其 ITS 序
列。反应体系(50 μl) :2 × PCR Mix (天根,北京)
25 μl ;正向引物 ITS (20 pmol·L -1)0. 5 μl;反向
引物 ITS5 (20 pmol·L -1)0. 5 μl;模板 DNA (50 ~
100 ng·mL -1)2. 0 μl;双蒸水补足至 50 μl。
PCR反应条件:94 ℃预变性 5 min;94 ℃变性
30 s;55 ℃退火 45 s;72 ℃延伸 1 min;40 个循环;72
℃最终延伸 7 min,4 ℃保存。扩增产物用 1. 2 %的
琼脂糖凝胶电泳检测备用。
1. 5 序列系统发育分析
将所扩增的 PCR 产物送上海立菲测序公司进
行测序。所获序列用软件 SeqMan 进行拼接,然后
在 NCBI 数据库中选择近缘种及同属不同种的序
列,再用 MEGA 5. 0 [9]中的 Clustal X 程序进行多序
列比对,然后用 Neighbor-joining 方法选择 Bootstrap
为 1000 次重复构建系统发育进化树。
2 结果与分析
2. 1 子实体形态
菌株 SC01003 生长在枯木树干下部(图 2a) ,子
图 2 子实体形态特征
Fig. 2 The morphological characteristics of fruit bodies
78025 期 李小林等:一株野生朱红硫磺菌的鉴定及系统发育地位研究
图 4 基于朱红硫磺菌 ITS序列构建的系统发育树
Fig. 4 The phylogenetic tree based on ITS sequences of Laetiporus sulphureus var. miniatus
实体有短柄,覆瓦状丛生,大型,菌盖呈椭圆形或扇
形,菌盖直径 10. 56 ~ 13. 42 cm,头部厚度 0. 28 ~
0. 32 cm,尾部厚度 1. 45 ~ 1. 92 cm。菌盖为深橘
红色,有细小的绒毛。菌盖边缘薄而锐,有环带,波
浪状,菌肉乳白色或浅黄色。菌管表面初期为白色,
慢慢变成硫磺色。管口圆形或多角形。孢子印粉白
色,孢子无色,光滑,呈椭圆形内含 1 ~ 2 个球状体,
3. 06 ~ 5. 81 μm × 5. 33 ~ 7. 79 μm。
2. 2 系统发育分析
选取硫磺菌(Laetiporus sulphureus)[10]、硫磺菌
原变种(Laetiporus sulphureus var. sulphureus)、朱红
硫磺菌(Laetiporus sulphureus var. miniatus)[11]等 12
株硫黄菌属(Laetiporus)内不同种真菌序列作为参
比序列构建系统发育树(图 3)。
供试序列及所有参比序列可分为 3 个大的类
群,Laetiporus portentosus 与 Laetiporus persicinus[12]均
单独聚群,而供试菌株与其余参比序列则隶属于群
I。群 I 包含绝大部分参比序列,分为几个小的类
群。其中 Laetiporus huroniensis[12]、高山绚孔菌(Lae-
tiporus montanus)[13]、Laetiporus conifericola[12]、硫磺
菌、辛辛那塔斯硫磺菌(Laetiporus cincinnatus)[14]、
硫磺菌原变种、变孢绚孔菌 (Laetiporus versis-
porus)[15]等 7 个种与供试序列较远,基本可以排除
供试菌株为这些种。Laetiporus gilbertsonii[12]及其变
种 Laetiporus gilbertsonii var. pallidus[15]聚为一个小
群,同时与供试菌株较近,但仍有一定距离,供试菌
株为这两种的可能性较小。在整个进化树中,朱红
硫磺菌(Laetiporus sulphureus var. miniatus)[11]与供
试菌株 ITS序列遗传距离最近,其同源性达 100 %,
可以认定该菌株为朱红硫磺菌。
3 讨 论
朱红硫磺菌属于一类较为珍贵的珍稀食用菌,
目前国内有关报道并不多见,本研究首次在成都平
原收集到该野生资源。传统的形态学鉴定往往要依
靠研究人员的技术及经验水平,常难以准确确定种
的水平。如何快速而准确地鉴定所采集的野生大型
真菌是研究人员常思考的一个问题。随着分子生物
技术的快速发展,分子鉴定往往成为主要手段。由
于真菌 ITS序列在种间存在着丰富的变异却在种内
高度保守,这就为真菌特别是大型真菌的分类鉴定
提供了有效的保证[16]。曾先富等[2]将采集到的野
生朱红硫磺菌进行鉴定并进行驯化栽培,探讨了该
种食用菌的菌丝体、子实体适宜生长的温度范围、培
养料适宜营养 C /N、最适酸碱度等,但遗憾的是并未
对其进行分子鉴定及其系统发育地位研究。本研究
结合形态特征及 ITS 序列系统发育地位,将所采资
源鉴定为朱红硫磺菌,有效地提高了野生资源鉴定
的效率和准确率。同时本研究还获得了朱红硫磺菌
纯培养物为今后开发利用和人工驯化奠定了工作基
础。
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( 责任编辑 李 洁)
98025 期 李小林等:一株野生朱红硫磺菌的鉴定及系统发育地位研究