《MycoKeys》:Revisions to the
Gliophorus irrigatus complex (Agaricales, Hygrophoraceae,
Gliophorus, section Unguinosae) including four new species, one new combination and comparisons of basidiome vs. eDNA distributions
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本研究针对Gliophorus irrigatus复合群(伞菌目,蜡伞科)开展系统性修订,通过整合形态学、分子系统发育和环境DNA(eDNA)数据,描述了4个新种(G. alboviscidus、G. fumosus、G. parafumosus、G. calunus),提出1个新组合(G. subaromaticus),并首次比较了子实体与eDNA的分布模式。研究利用ITS序列分析揭示北美与欧洲种群存在>10%的遗传分化,通过eDNA数据库(GlobalFungi/UNITE)发现新种在欧亚大陆的潜在地理分布远超传统记录范围,凸显公民科学群体在大型真菌多样性记录中的关键作用。成果为蜡伞科物种界定与生物地理学研究提供了新模式。
在真菌分类学研究中,蜡伞科(Hygrophoraceae)的Gliophorus属一直因形态相似种难以区分而充满挑战。尤其Gliophorus irrigatus复合群(属于Unguinosae组)的物种,虽在全球多地有记录,但传统形态学鉴定无法解决其隐存多样性问题。欧洲和北美标本长期被统称为G. irrigatus,然而分子证据暗示可能存在多个独立物种。这类真菌常生于草地或林下,其黏滑的菌盖和特殊生态位使其成为真菌爱好者与专业学者共同关注的对象。但形态上的高度相似性导致物种界限模糊,加之历史标本遗失或记录不全,使得该复合群的分类修订迫在眉睫。
为厘清G. irrigatus复合群的物种多样性及其地理分布格局,由英国、美国等多国研究人员组成的团队在《MycoKeys》上发表了最新研究。他们整合了宏观形态、显微结构、DNA条形码(ITS/LSU测序)以及环境DNA(eDNA)数据库挖掘等多种技术手段,对来自英国、北美等地的标本进行了系统分析。通过最大似然法(ML)和贝叶斯推断(BI)构建系统发育树,并利用GlobalFungi和UNITE数据库比对eDNA序列,绘制了各物种的分布图。
研究的关键技术方法包括:标本形态学记录(基于Ridgway-Munsell色卡)、显微结构观察(油镜检测孢子和担子体)、DNA提取与Sanger/纳米孔测序(ITS/ITS1/ITS2/LRU引物)、系统发育分析(IQ-TREE/MrBayes建树)、以及eDNA数据挖掘(GlobalFungi数据库BLAST比对)。样本来源涵盖英国彭布罗克郡古老草地、美国加利福尼亚州红杉林、大烟山国家公园等地,并纳入公民科学平台(iNaturalist、Mushroom Observer)记录的标本。
样本采集与形态学检查
在英国彭布罗克郡的未施肥古老草地中,发现了一群黏滑的浅色蜡伞(图1A,B),其乳白色至浅驼色的菌盖与欧洲常见的灰褐色G. irrigatus截然不同。形态学观察显示其菌盖呈斗篷状,菌柄具大理石状纹路,菌褶延生,这些特征均符合Gliophorus属Unguinosae组的定义。另一份来自西萨塞克斯的标本(图1C,D)菌盖色泽更深,但微观特征与G. irrigatus一致。初步推测其为白化变种,但后续DNA分析推翻了这一假设。
系统发育重建
基于ITS序列的系统发育分析(以G. sciophanus为外类群)表明,这些浅色英国样本形成一个独立的高支持率支系(图2),与欧洲G. irrigatus s.s.(序列相似性<91%)和北美洲种群明显不同。研究揭示了该复合群内存在至少6个主要支系:欧洲的G. irrigatus s.s.、北美洲东部的G. fumosus与G. parafumosus、北美洲西北部的G. calunus与G. subaromaticus,以及英国发现的G. alboviscidus。每个支系在ITS序列上存在显著分化(>3%),支持其作为独立物种的地位。
分类学与区域分布
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欧亚物种:新种G. alboviscidus(珠光蜡伞)目前仅在英国发现子实体,但eDNA数据提示其可能分布于中国等地。欧洲的G. irrigatus s.s.通过新指定模式标本(来自丹麦)明确其分布限于欧洲。
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北美洲物种:研究描述了4个新种/新组合,包括分布于北美洲东部的G. fumosus(烟色蜡伞)和G. parafumosus(拟烟色蜡伞),以及西北部的G. calunus和重新组合的G. subaromaticus。这些物种在菌盖颜色、菌褶紫外荧光(如G. calunus呈亮蓝色)和气味(如G. subaromaticus具难闻气味)等方面存在差异。eDNA分布图显示,某些物种(如G. fumosus)的分布范围远超基于子实体的传统记录。
诊断性微观特征
Unguinosae组的物种缺乏胶化菌褶边缘和ixocheilocystidia(胶化褶缘囊状体),与Glutinosae组相区别。尽管在显微镜下各物种间形态差异微小,但G. parafumosus的孢子平均值(6.4 μm)略小于G. fumosus(6.7 μm)。
检索表
研究提供了Unguinosae组的物种检索表,关键区分特征包括菌盖颜色(浅色vs.深褐色)、分布区域(欧洲vs.北美)、紫外荧光反应及菌盖边缘形态。
本研究通过多证据整合,彻底修订了G. irrigatus复合群的分类框架,证实了形态相似种背后隐藏的深刻遗传分化。不仅描述了新分类单元,还通过eDNA数据揭示了物种分布的潜在范围,凸显了传统标本记录与分子数据结合的强大潜力。值得注意的是,公民科学群体(如CA FUNDIS、iNaturalist用户)在样本提供与数据共享中的贡献,为宏观真菌多样性研究开辟了新途径。研究结果强调,eDNA分布可能远超子实体记录范围,但这可能源于未成熟菌丝体的存在或历史分布残留,而非当前可繁殖种群的实际分布。因此,在真菌保护生物学中,仍需以子实体发生作为关键评估指标。该研究为真菌生物地理学、物种形成机制及多样性保护提供了重要理论依据,也为利用eDNA技术预测物种分布提供了范例。