中国拟青霉属的系统学及部分菌株的致病性研究

摘要

拟青霉Paecilomyces Bain．的许多种是重要的昆虫病原真菌，其中一些种是虫草(Cordyceps)的无性型(anamorph)。作为一类寄生于昆虫的真菌资源，它们不仅在有害生物的控制上发挥着重要的作用，而且在医药卫生、功能食品、环境污染和治理以及基因工程等方面也有重要作用。本论文对我国拟青霉属真菌在以下方面取得了有新意的研究结果： 1．中国拟青霉资源调查及经典分类鉴定结果通过对全世界已发表的125种拟青霉进行研究整理，作者认定拟青霉属现仅包含64个有效分类单元，寄生昆虫的种为34个，占了该属成员的53.1％。 [2]研编了以微观特征和培养性状为主的拟青霉属已知种Access检索数据库。实践结果表明，这个数据库对待定种的初步鉴定方便、快捷和有效。 [3]对我国拟青霉进行了调查和分类研究。从全国32个省市采集的975份土样和164份罹病昆虫标本中分离到大量真菌菌株，经初步鉴定，共获得298株拟青霉，加上贵州大学真菌资源研究所保存的标本和菌种，作者共观察研究了313株拟青霉。在以表型特征为主的基础上，描述我国拟青霉39种，占了全球拟青霉总数的63％，这表明我国拟青霉具有丰富的物种多样性。在这39种拟青霉中，包括已知种20个，新纪录种3个，新组合1个和新种15个。 此外还分离到拟青霉相近属的4个中国新纪录种：丽玛利亚霉鲜红变种Marlannaeaelegans(Corda)Samson var．punicea Samson、印度金孢Chrysosporium indicum(H.S．Randhawa&R．S．Sandhu)Garg、裂叶金孢Chrysosporium lobatum Scharapov和高山弯颈霉Tolypocladiumnubicola Bissett。 对分离得到的一些拟青霉和相近属的中间类型菌株如P.sp A7-1、P. sp A17-2、P.spA18-1、P. sp A19-3、P. sp A40-1、P. sp A43、P. sp A62-1、P. sp DH3-1、P. sp LN2-9、P sp 3’29-1和P. sp D23-1结合分子生物学方法进行了分类鉴定。 [4]初步统计显示，中国拟青霉的地理分布面非常广。其生存范围涉及各种土壤、植物和多种罹病昆虫。寄主昆虫范围有鳞翅目、膜翅目、同翅目、半翅目和鞘翅目等昆虫的成虫、若虫和蛹，还可寄生其他动物如线虫、蜘蛛等。但不同种的分布范围有明显差异。如淡紫拟青霉和马昆德拟青霉几乎能从各个省市土样中分离到；而念珠藻状拟青霉和一些耐热的单瓶梗拟青霉的出现频率较低，分布面较窄。 以秦岭——淮河为南北方划分界线发现，南方拟青霉菌株的检出率比北方要高，尤其是罹病昆虫上拟青霉的数量更为明显。 从采集的各种生境和寄主看，土样中发现拟青霉的频率和种类最多，大多数拟青霉新种(23.9％)都来自土壤。 2．Delta专家分类系统在我国虫生拟青霉种间的应用研究[1]在以经典分类时建立的Access检索数据库的基础上，构建了我国24种虫生拟青霉种的DEL,TA数据库。该数据库是实现如下功能扩展的基础。 [2]中国虫生拟青霉种检索表的自动生成；中国虫生拟青霉的自然语言描述：中国虫生拟青霉种的距离矩阵及聚类树系图(Phenetic tree)和拟青霉种间的交互式自动鉴定。 3．中国拟青霉的分子系统学研究[1]部分拟青霉菌株的分子鉴定。用测得的ITS区域rDNA序列，在GenBank经BlaSt比对后，下载与其相似性最大的一些近缘种和表型特征相近的种共同建树进行分析。在表型特征鉴定的基础上，得到分子系统发育树支持作为新种成立的拟青霉有：纤姿拟青霉P.tenuis；紫拟青霉P.purpurseus；轮生拟青霉P.verticillatus：柱孢拟青霉P.cylindricosporus：花溪拟青霉P.huaxiensis和小孢拟青霉P. parvosporus。 [2]一些单瓶梗拟青霉分类地位的确定——戴氏霉新属的建立。基于ITS1-5.8S-ITS2rDNA和18s rRNA序列拟青霉和一些近缘种的分子系统发育树分析表明，8个单瓶梗拟青霉与粪壳菌目有密切的亲缘关系。表型特征和分子系统发育综合分析，支持这些单瓶梗种作为一个新属成立。此属包括11个成员，其中3个新种，8个新组合。 [3]环链拟青霉菌株间的遗传多样性。作者对收集到的16个菌株测定了ITS1-5.8S-ITS2rDNA序列和从Genbank得到的3株共19株环链拟青霉序列进行比对，构建了系统发育树。结果表明，19株环链拟青霉表现出了极高的遗传多样性，ITS1-5.8S-ITS2序列能较好地反应种内遗传差异。环链拟青霉菌株间遗传差异与地域有一定相关性。 [4]中国拟青霉菌株间的分子系统学分析。基于61株拟青霉和相关菌的ITS1-5.8S-ITS2rDNA序列构建的中国拟青霉的系统发育树表明，拟青霉属的种类在演化上是多源发生的，交叉于肉座菌目和散囊菌目，涉及了其中多个科。 [5] 中间类型种的分子鉴定。用93株拟青霉以及属于散囊菌目中青霉属Penicillium，篮状霉属Talaromyces，衣丝霉属Byssochlamys和隐囊菌属Aphanooascus中的相关菌株构建了系统发育树，结果支持了之前已报道的3个新种的成立；发现待定菌株A18．1应是拟青霉的一个新种；菌株A62．1应是青霉属中的一个成员。待定菌株LM2.9，A40.1，A19.3和H3.1与所用的4个青霉都能明显区分开，与拟青霉聚在一起，且各自为一小分支，作者暂时把它们作为拟青霉属中的新分类单元。 4．部分拟青霉菌株对小菜蛾致病性的初步研究本研究采用从土壤和罹病昆虫得到的部分拟青霉菌株和白僵菌共30株14种采用浸液法进行试验，得到如下结果： [1]感染症状表现。小菜蛾幼虫受所试白僵菌JYT12感染后，皮肤逐渐失去光泽，变为黄褐色。而受拟青霉菌株感染，死亡时虫体颜色不发生明显变化。这些受感染死虫若继续在25℃下保湿培养，整个虫体被白色菌丝和孢子粉覆盖： [2]不同供试菌株对小菜蛾的致病性差异。结果表明不同菌株间的致病性有明显差异，其中所试的25个菌株(83.33％)对小菜蛾有致病性。玫烟色拟青霉、环链拟青霉和球孢白僵菌是感染致死小菜蛾效果较好的三种昆虫病原真菌。 拟青霉同种不同菌株对小菜蛾的致病性也表现出很大差异。如环链拟青霉中的SL.8、SL.7、XS.1和XS.2四个菌株的效果最好，在所试条件下达到了100％的致死率；环链拟青霉8.02菌株效果最差，死亡率小于<10％。 来自土壤的菌株对小菜蛾无致病性或仅具微弱致病性。 [3]不同菌株的环链拟青霉产孢量差别非常大。产孢量最高的环链拟青霉XS-1菌株(4.91×10<'8>cm<'2>)比产孢量最低的环链拟青霉XSXY-4菌株(0.45×10<'8>/cm<'2>)高出11倍之多。产孢量与致病性之间有一定的正相关，产孢量高的致病性相对较高，而产孢量低的其对小菜蛾的致病率也较低。 [4]环链拟青霉不同菌株的菌落形态大致可归纳为三大类：[1]菌落隆起：[2]菌落表面花瓣状；和[3]菌落平展。初步观察说明各菌株间培养性状差异与其地理来源无明显相关性。不同菌株的菌落形态与产孢量有一定关系，菌落花瓣状，产孢量最大；对小菜蛾致病效果最好。菌落隆起次之；菌落平展的为最少。 [5]菌落特征、产孢量和对小菜蛾的致病性在基于ITS1-5.8S-ITS2 rDNA序列构建的系统发育树中能表现出一定的相关性。

目录

声明

第一章 前言

1拟青霉属资源的开发利用现状

1.1拟青霉在有害生物防治理中的研究利用概况

1.2拟青霉对人民生活及其它国民生产中的研究应用概况

2拟青霉属的分类发展概况

2.1拟青霉属的分类历史进展

2.2拟青霉属的属征演化

2.3拟青霉属和其相关属的界限和区别

2.4拟青霉属真菌无性型与有性型的研究进展

3 DELTA专家分类系统在分类上的应用概况

3.1 DELTA分类专家系统简介

3.2 DELTA系统获取、安装及其构件

4拟青霉属的分子系统学研究进展

4.1分子系统学及其在真菌分类中的应用

4.2分子系统学在拟青霉属上的研究进展

5小菜蛾的真菌防治研究进展

5.1白僵菌对小菜蛾的防治

5.2拟青霉对小菜蛾的致病性试验

5.3绿僵菌对小菜蛾的致病性试验

5.4其它真菌对小菜蛾的致病性研究

第二章中国拟青霉属资源调查及其经典分类研究

1材料与方法

1.1材料

1.2方法

2结果与分析

2.1全球拟青霉真菌有效种名总览

2.2全球拟青霉已知种Access数据库的建立

2.3中国拟青霉的地理分布及物种多样性

2.4中国拟青霉已知种的鉴定和描述

2.5拟青霉属中国新纪录种的鉴定和描述

2.6拟青霉属1个新组合

2.7分离发现的一些拟青霉新种

2.8其他相关属种的描述

2.9待鉴定的一些中间类群种

3讨论

第三章Delta专家分类系统在我国虫生拟青霉种间的应用研究

1材料和方法

1.1研究材料

1.2研究方法

2结果与分析

2.1中国拟青霉属真菌资源Delta资料库的建立

2.2 Delta系统功能扩展的实现

3讨论

第四章中国拟青霉属的分子系统学研究

1材料与方法

1.1材料

1.2方法

2结果与分析

2.1部分拟青霉菌株的分子鉴定

2.2环链拟青霉种内遗传多样性研究

2.3中国拟青霉属的分子系统学研究

2.4关于一些单瓶梗种的分类地位——戴氏霉新属建立

2.5一些待定种的分子鉴定及其分类地位

3讨论

第五章部分拟青霉菌株对小菜蛾致病性的初步研究

1材料与方法

2结果与分析

2.1感染症状表现

2.2不同供试菌株对小菜蛾的致病性差异

2.3环链拟青霉不同菌株产孢量比较

2.4环链拟青霉不同菌株的菌落形态

2.5环链拟青霉不同菌株菌落特征、产孢量、致病性与其ITS序列的相关性研究

3 讨论

主要结论

致谢

参考文献

附录

图版