针叶树专性病原真菌Porodaedalea的起源演化与生物地理学:基于多基因分子钟的跨半球扩散历史解析

【字体: 时间:2025年08月01日 来源:Molecular Phylogenetics and Evolution 3.6

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  这篇研究通过ITS+LSU rDNA+rpb2+tef1α多基因标记重建了Hymenochaetaceae核心属Porodaedalea(担子菌门)的系统发育,揭示其晚白垩纪(80 Mya)亚洲起源假说,并阐明新近纪(20-4 Mya)物种爆发式分化规律。研究首次量化了该针叶树白腐病病原属的10次跨半球扩散事件与5次地理隔离事件,为理解专性植物病原真菌的协同进化提供了时空框架。

  

Highlight
Porodaedalea作为Hymenochaetaceae的核心属,包含19个北半球广布种,专性侵染针叶树引发白腐病(white pocket rot)。本研究通过四基因标记(ITS+LSU rDNA+rpb2+tef1α)构建了该属迄今最 robust 的系统发育框架。

Molecular Clock Analyses
分子钟分析显示:该属祖先可能起源于晚白垩纪(80 Mya,95% HPD: 112-51 Mya),而主要物种分化事件集中发生在新近纪的渐新世至中新世(20-4 Mya)。这一时间线与寄主松科植物(Pinaceae)的辐射演化期(155 Mya起源,90%现生种于中新世分化)呈现显著协同进化特征。

Biogeographic Analyses
生物地理学重建表明:Porodaedalea起源于亚洲,随后通过10次跨半球扩散事件(如跨白令陆桥)和5次地理隔离事件形成当前分布格局。值得注意的是,地理隔离与寄主树种偏好(如P. schrenkianae专性寄生雪岭云杉)共同塑造了该属的生态位分化。

Discussion

  1. 系统发育支持:本研究通过四基因联合分析(图1)验证了前人基于ITS+tef1α的19个物种划分方案
  2. 演化时间尺:分子钟(图2)揭示该属 stem age 与 crown age 分别对应白垩纪-古近纪边界(K-Pg boundary)和新近纪气候动荡期
  3. 扩散机制:跨大陆扩散可能与新生代板块运动及针叶林扩张相关,而亚洲作为多样性中心可能保留更多孑遗物种

CRediT Authorship Contribution Statement
作者贡献声明采用国际标准CRediT分类体系,其中第一作者Heng Zhao负责概念设计、数据分析和论文撰写,通讯作者Yuan Yuan统筹项目 funding 获取与论文修订。

Funding
本研究获中国国家自然科学基金(U23A20142等)、中国科协青年人才托举工程(2023QNRC001)、第二次青藏科考(2019QZKK0503)及伊朗国家科学基金会(4000655)联合资助。

Declaration of Competing Interest
作者声明无利益冲突

Acknowledgments
致谢山东师范大学刘小龙博士和北京林业大学周萌在基因测序方面的技术支持

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