基于形态学与多基因系统发育分析揭示蜘蛛病原真菌Gibellula三新种及其谱系关系

《MycoKeys》:Morphological and phylogenetic analyses reveal three new species of Gibellula (Cordycipitaceae, Hypocreales) from spiders

【字体: 时间:2026年01月31日 来源:MycoKeys 3.6

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  本研究针对蜘蛛病原真菌Gibellula属分类学存在的挑战,通过在中国云南、吉林及老挝万象省、乌多姆赛省开展的野外调查,结合多基因(nrSSU、ITS、nrLSU、tef-1α、rpb1、rpb2)系统发育分析和精细形态学比较,发现并描述了三个新种:G. pseudopigmentosa、G. pseudosolita和G. sinensis。研究首次正式记录了老挝的Gibellula物种,显著拓展了该属在东南亚的分布认知,并为理解其多样性提供了关键分类学依据。

  
在热带和亚热带森林的落叶层中,隐藏着一场无声的生存战争——蜘蛛病原真菌对其宿主的侵袭。其中,虫草科(Cordycipitaceae)的Gibellula属真菌是专性寄生蜘蛛的重要类群,它们能够产生醒目的子座结构,并以其独特的aspergillus状分生孢子头而闻名。然而,该属的分类学长期面临挑战:模式种G. pulchra缺乏明确的模式标本和可培养菌株,导致命名存在持续性模糊;近半物种缺乏分子数据,仅有九种确认了有性型-无性型连接;形态相似的物种可能存在隐存多样性。更值得注意的是,老挝作为东南亚的重要生物多样性热点,此前却未有Gibellula属的正式记录,这限制了我们对该属地理分布格局的完整认知。
为了解决这些问题,并深入探索Gibellula在东南亚的多样性,研究人员在中国(云南、吉林)和老挝(万象省、乌多姆赛省)的森林落叶层中进行了系统的标本采集。他们发现了三种形态独特、均产生黄色菌丝体的蜘蛛病原真菌,通过整合形态学特征和基于六个基因位点(nrSSU、ITS、nrLSU、tef-1α、rpb1、rpb2)的多基因系统发育分析,确认这些采集物代表了三个全新的物种。这项研究不仅首次正式报道了老挝的Gibellula物种,也拓展了我们对该属形态多样性和东南亚地理分布的认识。相关成果已发表在真菌学期刊《MycoKeys》上。
本研究的关键技术方法包括:从蜘蛛宿主体上分离真菌并进行纯培养;利用光学体视显微镜和复合显微镜对无性型(分生孢子梗、泡囊、梗基、瓶梗、分生孢子)和有性型(子囊壳、子囊、子囊孢子)结构进行详细的形态学观察和测量;使用多位点(nrSSU、ITS、nrLSU、tef-1α、rpb1、rpb2)进行PCR扩增和测序;基于串联数据集采用最大似然法和贝叶斯推断法进行系统发育重建。样本来源于中国云南、吉林以及老挝万象省、乌多姆赛省的森林地表蜘蛛。
系统发育分析
基于六个基因位点的串联数据集(总长5698 bp)构建的系统发育树强烈支持Gibellula(100%/1)、Hevansia(100%/1)和Jenniferia(100%/1)三个属的单系性。Hevansia和Jenniferia构成一个高支持率的姐妹支系(95%/0.99),该支系又与Gibellula以完全支持率(100%/1)聚为一支。在Gibellula属内,大多数分类单元形成了 distinct、高支持率的末端分支,其中三个新种获得了强烈的系统发育支持。
分类学
Gibellula pseudopigmentosa:该物种与G. pigmentosinum在系统发育树上形成高支持率的姐妹支系(100%/1)。其子囊壳(780–903 × 260–311 μm)和子囊孢子(579–665 × 2–2.5 μm)均小于G. pigmentosinum(子囊壳882–1,117 × 300–443 μm;子囊孢子670–727 × 2–3 μm)。
Gibellula pseudosolita:该物种与G. solita和G. unica构成一个支系,并以后两者组成的支系为姐妹群(支持率100%/1)。其形态上以每个宿主上常产生多个菌丝束(synnemata)以及较小的分生孢子(1.7–3.1 × 1.5–2 μm)与G. solita(通常单根菌丝束,分生孢子2–2.5 × 1–1.5 μm)相区别。
Gibellula sinensis:该物种在系统发育树上是一个独立的谱系,与包含G. nigelii、G. pulchra等物种的支系构成姐妹群关系(支持率88%/0.9)。其分生孢子梗(92–161 μm)短于G. pulchra(120–215 μm),且分生孢子头(33.3–39 × 18–20.5 μm)也较小。
结论与讨论
本研究通过整合形态学与多基因系统发育分析,明确了Gibellula属内三个新物种的分类学地位:G. pseudopigmentosa、G. pseudosolita和G. sinensis。这些新种的发现不仅丰富了该属的物种多样性,更重要的是首次提供了老挝存在Gibellula属真菌的正式记录,显著拓展了该属在东南亚的已知分布范围,对理解该类群的地理分布格局和多样性演化具有重要意义。
研究结果还揭示了一个关键问题:当前被鉴定为G. pulchra的菌株在系统发育树上并未形成一个单系群,而是分散在四个高支持率的独立支系中。这表明G. pulchra很可能是一个包含至少四个隐存种的物种复合体,而非一个单一的物种。这一发现凸显了仅依靠传统形态特征进行分类鉴定的局限性,以及结合分子系统学手段进行整合分类的必要性。
综上所述,该研究不仅描述了三例重要的蜘蛛病原真菌新资源,更新了我们对Gibellula属分类框架和地理分布的认识,同时也为未来对该属,特别是G. pulchra物种复合体进行更深入的分类学修订和物种界定研究奠定了坚实的基础。研究结果强调,在真菌分类学中,采用结合形态、生态和多位点分子数据的整合分类学方法,对于揭示隐存多样性、构建自然分类系统至关重要。
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