方洁钰,张复茂,赵 宽
(江西科技师范大学生命科学学院,江西 南昌 330013)
粉末牛肝菌属(Pulveroboletus Murrill)在分类上隶属于牛肝菌目 (Boletale) 牛肝菌科 (Boletaceae),是Murrill于1909年基于黄粉末牛肝菌(P.ravenelii)菌盖有粉末这一特征,并以P.ravenelii为模式种建立的[1]。该属主要鉴别特征为子实体较小,菌盖扁平,表面有一层粉末,易脱落,湿润时稍粘,盖缘一般稍内卷;菌肉为白色;菌柄近圆柱形,实心,菌环生柄上部,网状,受伤后缓慢变成蓝色;孢子呈浅黄褐色,牛肝菌型;担子呈棒状;侧生囊状体较长,上部短尖,中部凸出。该属真菌具有重要的食(药)用价值,如黄粉末牛肝菌有治疗腰腿疼痛之功效[2-3],网柄粉末牛肝菌(P.retipes)含有7种人体必需氨基酸[2]。而该属中红管粉末牛肝菌(P.amarellus)、褐点粉末牛肝菌(P.brunneopunctatus)等则被列入毒菇名录,成为牛肝菌研究中的“明星类群”[2-4]。
通过形态解剖学与分子系统发育分析相结合的研究,发现江西省粉末牛肝菌属1个新记录种——红鳞粉末牛肝菌(Pulveroboletus rubroscabrosus),并对其进行描述和报道,为该属真菌的物种多样性研究提供参考。
2份标本分别于2017年、2018年采集于中国科学院庐山植物园,经干燥处理后,保存于中国科学院昆明植物研究所隐花植物标本馆(HKAS 105244;HKAS 105245),同时保存与之配套的硅胶干燥材料用于分子实验。
1.2.1 宏观特征观察
野外采集子实体并拍照,记录采集地点、采集日期、采集人员以及子实体各部位结构等特征。特征主要包括菌盖大小、形状和颜色,光滑或粘;菌肉的厚度、颜色;菌褶的厚度、颜色;菌柄的颜色、形状、尺寸和着生方式;受伤后是否变色、变色的深浅程度和快慢等。
1.2.2 内部显微观察
使用5%的氢氧化钾溶液对标本组织进行显微制片后,观察、记录担孢子、担子和囊状体的形态、大小等数据,并与模式标本(红鳞粉末牛肝菌,HKAS 75537)的相关数据进行比较。显微特征均在显微镜下放大100倍(油镜)观察得到。统计数据中n/m/p表示测量p份标本的m个子实体上的n个担孢子,Q值表示担孢子的长宽比,Qm则表示担孢子长宽比 (±s)。
1.3.1 DNA 提取
采用生工生物工程(上海)股份有限公司Ezup柱式真菌基因组DNA抽提试剂盒,对硅胶干燥的分子材料进行总DNA提取。
1.3.2 PCR 扩增与系统发育分析
根据所查阅的文献资料和预试验,最终选取的基因片段共5个,分别为核糖体大亚基编码基因(nrLSU)[5]、翻译延长因子编码基因 (tef1-α)[6]、RNA聚合酶II第一大亚基编码基因(rpb1)[7]、RNA聚合酶II第二大亚基编码基因(rpb2)[8]以及核糖体内转录间隔区(ITS)[9],并使用NCBI数据库中数据较为丰富的ITS序列构建系统发育树。
扩增体系总体积为25 μL,包括 10×Buffer 2.5 μl,正反向引物各 0.5 μL,模板 DNA 1.0 μL,Taq酶 0.5 μL,ddH2O 20.0 μL。扩增反应程序的热循环参数为94℃预变性3 min,然后进入连续35个循环,94℃变性40 s,退火 40 s(退火温度:ITS 50℃、nrLSU 52℃、tef1-α、rpb1和 rpb2为 56℃),72℃延伸50 s,循环结束后于72℃延伸8 min,终止温度为10℃。
PCR扩增产物经凝胶电泳检测条带后,送往生工生物工程(上海)股份有限公司进行测序。所得序列采用BioEdit v7.0.9[10]打开,检查序列峰形图并仔细核对碱基读取是否正确。同时,所得序列采用NCBI在线软件blast与GenBank[11]数据库中的序列进行比对,以确保所得序列与研究对象相对应,避免污染。对序列进行整理后利用最大似然法构建系统发育树,以确定物种的系统发育位置及其与属内其他物种的亲缘关系[12]。
红鳞粉末牛肝菌子实体生境照片见图1。
由图1所示,红鳞粉末牛肝菌菌盖凸镜形,成熟后逐渐平展,直径2 cm~3 cm,湿润时稍粘,表面有一层橘红色、平伏的絮状鳞片,盖缘稍内卷;菌肉厚3 mm~4 mm,浅黄、略带粉色,伤后变为浅蓝色。子实体表面淡黄色至暗黄色,受伤后迅速变为蓝黑色,幼时被柠檬黄色菌幕包裹;管口近圆形,直径约2 mm;菌管浅柠檬黄色,高4 mm~5 mm,伤后缓慢变浅蓝色。菌柄柠檬黄色,近圆柱形,(30~50)mm ×(4~6)mm,菌环生于菌柄中上部,菌环以下部位有与菌盖上相同的鳞片;菌柄菌肉浅黄,基部金黄,菌丝近白色,受伤后局部缓慢变浅蓝。其与模式标本红鳞粉末牛肝菌显微特征比较见表1。
由表1所示,所研究标本担孢子为100/2/2,大小为 (7.5) 8 μm ~ 10 (11) μm × 4.5 μm ~ 5 (6)μm,Q = (1.50) 1.70 ~ 2.20 (2.75),Qm = 1.91 ±0.23,呈黄褐色,表面光滑无纹饰,牛肝菌形;担子 (15~30) μm × (6~10) μm,在氢氧化钾中近无色,短棒状,内部具油状圆形小颗粒,整体呈栅栏状排列,成熟担子顶端多具4个小梗;褶缘囊状体(40~75) μm× (7~13) μm,散生,无色,近纺锤状或长披针形,顶端短尖,中部凸出。
表1 所研究标本与模式标本显微特征比较Tab.1 Microscopic characteristics comparison between studied specimens and type specimen of P.rubroscabrosus
通过对研究标本ITS序列进行扩增与测序,将所得结果与GenBank和UNITE等数据库中可靠的序列进行匹配和对比,结合GenBank中的其他序列资料,选择双色薄瓤牛肝菌(B.bicolor) 和红孔牛肝菌(R.sinicus)作为外类群,采用褐糙粉末牛肝菌(P.brunneoscabrosus)、中华粉末牛肝菌(P.sinensis)、雷德粉末牛肝菌(P.ridleyi)、淡红粉末牛肝菌(P.subrufus)、褐点粉末牛肝菌 (P.brunneopunctatus)、大孢粉末牛肝菌(P.macrosporus)、黄鳞粉末牛肝菌(P.flaviscabrosus)、红鳞粉末牛肝菌(P.rubroscabrosus)、网盖粉末牛肝菌 (P.reticulopileus)、东方兰茂牛肝菌(L.asiatica) 共10种牛肝菌序列组建基因矩阵后用RAxML软件(最大似然法)构建的系统发育树见图2。
由图2可知,所用的2条序列(加粗显示) 与红鳞粉末牛肝菌P.rubroscabrosus(HKAS 75537) 聚为一支。后续试验所得的nrLSU、tef1-α、rpb1、rpb2序列,与GenBank中可靠的序列进行匹配和对比,与红鳞粉末牛肝菌序列同源性均达98%以上。
综合形态特征分析和分子系统学研究,鉴定出采集自江西省的2份标本均为粉末牛肝菌属中的红鳞粉末牛肝菌。与产自湖北神农架的该物种的模式标本(HKAS 75537) 相比[13],形态上略存在差异,如受伤后的变色情况、孢子和担子大小等,从而丰富了对于该物种的认识,为物种精准鉴定提供了更全面的信息。
目前,针对江西省牛肝菌资源开展的研究还相对较少[14-16]。本次新记录种的发现,为认识江西省大型真菌资源多样性提供了基础数据。牛肝菌科真菌多为外生菌根菌,包含食(药)用菌和毒菌,具有重要的生态和经济价值,在资源开发和应用领域逐渐引起重视[17-18]。粉末牛肝菌属的部分物种能祛风散热、活络筋骨,具有重要的药用价值[2,17];同时,该属的毒菌被误食可引起胃肠不适或致幻[13]。因此,红鳞粉末牛肝菌在江西省的首次报道,对于充分认识该区食(药)用真菌资源、预防毒菌中毒也有重要意义。