王 龙 周庆平 李伶俐 石国华

（1.中国科普研究所，北京 10081；2.唐山师范学院，河北 唐山 063000）

0 引言

田头菇属Agrocybe 由法国人Agrocybe FAYOD 于1889年首次命名[1]，模式种为Agrocybe praecox（Fr.）Fayod[2]。根据《菌物字典》第十版记载[3]，田头菇属Agrocybe 隶属于担子菌门Basidiomycota，伞菌纲Agaricomycetes，伞菌目（Agaricales），球盖菇科（Strophariaceae）。本世纪以来，田头菇属Agrocybe 真菌已成为人工野生驯化并开展大规模种植最为成功的一类中高档食药用真菌，具有很高的商品价值，并以其独特的风味、丰富的营养及特殊的药理功效备受人们青睐[4]。2010年，戴玉成等在其中国食用菌名录中报道了我国已有的田头菇属Agrocybe 中的7 种食药用真菌[5]。2012年，金鑫等报道了中国田头菇属Agrocybe 的3 个新纪录种[6]。目前，国内外有关田头菇属Agrocybe 的研究主要集中在柱状田头菇Agrocybe cylindracea，同种异名有Agrocybe aegerita，别称杨树菇、田头菇、柳松菇等，在我国通常称之为茶树菇[7]。根据最新的分子生物学研究报道[8]，从广义上讲柱状田头菇A.cylindracea 应该是一个复合种群，其中杨柳田头菇A.salicacola 和茶薪菇A.chaxingu 应属于独立种并归类于柱状田头菇A.cylindracea 的范畴。据笔者市场调查，目前产业化扩繁生产的菌种主要也是杨柳田头菇A.salicacola 和茶薪菇A.chaxingu，三者仅从形态特征上不易区分。2012年，金鑫对国内的田头菇属Agrocybe 开展了形态学描述和显微线条图的绘制工作[9]，但该属在属一级水平上的分子系统发育研究尚未见到相关报道。为了明确田头菇属Agrocybe 属一级水平的遗传发育关系，本研究基于美国国立生物信息中心NCBI（National Center for Biotechnology Information）[10]核酸数据库探析了目前世界范围内有关田头菇属Agrocybe 种质资源的遗传多样性，为广大学者今后的深入研究提供借鉴和参考。

1 材料与方法

1.1 数据来源

本研究中田头菇属Agrocybe 物种信息的获取采用NCBI-Taxonomy 数据库，检索到该属分类单元中总计有43 条物种信息，其中已知物种信息31 条，待定物种信息12 条。经NCBI-Nucleotide 数据库检索并收集到田头菇属Agrocybe 已公布的已知物种和待定物种的ITS（Internal Transcribed Spacer，ITS1-5.8S rRNA-ITS2）基因序列192 条作为本研究数据。

1.2 数据分析

通过MEGA-X 软件对收集到的田头菇属Agrocybe 核酸ITS 序列进行Alignment-ClustalW 同源序列比对，采用最大似然法（ML，Maximum Likelihood Method）选择最优参数模型计算遗传距离[11，12]，应用邻接法（NJ，Neighbor-Joining Method）构建田头菇属Agrocybe 内各物种的系统发育树，系统分支的置信水平采用自引导检验评估，设置1 000 次重复检验各分支的Bootstrap 支持率[13，14]。

2 结果与分析

2.1 统计模型的选择

为了提高系统发育树构建的精确度，在MEGA-X 软件MODELS 程序中的运用最大似然法（ML，Maximum Likelihood Method）在Find Best DNA/Protein Models 中寻找最合适的遗传距离统计模型，分析时选择默认参数。从结果中可知，具有最低贝叶斯（BIC，Bayesian Information Criterion）分数值的T92（Tamura 3-paramete）+G 组合模型（BIC 值=40 706.375）可认为是最好地描述替代模型；同时T92+G 组合模型的赤池值（AICc，Akaike Information Criterion，corrected）为36 962.019，数值也较低，略高于GTR（General Time Reversible）+G（AICc 值=36 944.804）和GTR（General Time Reversible）+R+I（AICc 值=36 946.666）两个组合模型，说明T92+G 组合模型整体拟合程度最高，是24 种取代模型中的最优解。在单个模型中，T92（Tamura 3-paramete）模型的BIC 值=42 122.977，AICc 值=38 388.366，在6 种单个模型中得分值最低，拟合程度也最高。因MEGA-X 版本不提供组合模型的系统发育树构建，最终选择BIC 值最低的T92 模型构建田头菇属Agrocybe 属级水平的系统发育树。

2.2 系统进化树的构建

根据T92 模型并基于邻接法构建了田头菇属Agrocybe 属一级水平核酸ITS 序列系统发育树，如图1 所示。聚类结果显示，整个系统进化树主要分为6 大分支，涵盖了NCBI-Taxonomy 数据库中田头菇属Agrocybe 的43个物种信息（含已知物种31 条和待定物种12 条），且每个分支点支持率均较高（≥0.572）。研究发现，柱状田头菇A.cylindracea（A.aegerita）与杨柳田头菇A.salicacacola 亲缘关系最近，聚为一类，拓扑值达到0.989，可同归为非显孔田头菇组（Sect.Aporus），聚类结果与张金霞等从形态学特征研究结果基本一致；其次，不同登录号的湿粘田头菇A.erebia 单独聚为一类，系统发育关系较为清晰，并与褐色田头菇A.brunneola 一起归为具幕田头菇组Sect.Velatae；再次，平田头菇A.pediades 与其环状变种A.pediades Var.cinctula 和粪生变种A.pediades Var.fimicola 整体聚为一类，同归为平田头菇组（Sect.Pediades）；此外，硬田头菇A.dura，沼生田头菇A.paludosa 和模式种田头菇A.praecox 同归为田头菇组（Sect.Agrocye）；值得注意的是登录号MN007012.1 Agrocybe parasitica较为罕见的与柱状田头菇A.cylindracea（A.aegerita）和茶薪菇A.chaxingu 聚为一类，其拓扑值达到0.501，值得对MN007012.1 A.parasitica 具体的遗传性状开展深入研究。

在检索出的192 条ITS 单基因序列信息中，共有17 条未知物种信息待定（见图1 红色背景标注）。其中，登录号KY744153.1 （Agrocybe sp.TE NN 068499），MK634587.1 （Agrocybe sp.voucher JLF3250），FJ235156.1（Agrocybe sp.SOC1251），MK607570.1 （Agrocybe sp.voucher Mushroom Observer* 303171），MK634584.1（Agrocybe sp.voucher JLF1690），MK634586.1（Agrocybe sp.voucher JLF1780），MK999930.1（Agrocybe sp.isolate Mushroom Observer.org/367 657）和MK606110.1（Agrocybe sp.voucher 46134285）8 个待定物种与模式种田头菇A.praecox 聚为一类，无分支点，因属于平行物种。登录号MK018891.1（Agrocybe sp.isolate OTU1128），MK634585.1（Agrocybe sp.voucher JLF1775），MK627487.1（Agrocybe sp.voucher 151 A07）和KR673463.1（Agrocybe sp.KA12-0412）4 个待定物种与平田头菇A.pediades 聚为一类，也属于平行物种。登录号KF702395.1（Agrocybe sp.ql-5），KF702393.1（Agrocybe sp.ql-7）和KF702390.1（Agrocybe sp.ql-10）3 个待定物种与菌核田头菇A.tuberosa 聚为一类，拓扑值≥0.661。登录号JX135083.1（Uncultured Agrocybe clone B20）与坚壳田头菇A.putaminum 聚为一类，拓扑值=0.943，具有极高的相似度。登录号JN684794.1（Agrocybe sp.LE 11405）与A.pusiola 聚为一类，拓扑值=0.865，相似度也很高。

图1 基于NCBI-ITS 序列构建的田头菇属（Agrocybe）系统发育树（Bootstrap，Repeat=1000）

3 结语

本研究通过对美国国立生物信息中心NCBI 核酸数据库田头菇属Agrocybe 属一级水平各物种ITS 单基因序列进行分析，采用T92（Tamura 3-paramete）模型计算遗传距离，并基于邻接法（Neighbor-Joining Method）构建了田头菇属Agrocybe 系统进化树。结果显示，由田头菇属Agrocybe 内各物种192 条ITS 单基因序列构建的系统发育树大致分为6 个分支，并归属于不同组别。其中，有17 条待定物种信息各有归类，而且相似度很高，具体信息如下：登录号KY744153.1，MK634587.1，FJ235156.1，MK607570.1，MK634584.1，MK634586.1，MK999930.1和MK606110.1 八个待定物种与模式种田头菇A.praecox 平行归类。登录号MK018891.1，MK634585.1，MK627487.1 和KR673463.1 四个待定物种与平田头菇A.pediades 也属于平行归类。登录号KF702395.1，KF702393.1 和KF702390.1 三个待定物种与菌核田头菇A.tuberosa 拓扑值达到0.661，可信度较高。登录号JX135083.1 与坚壳田头菇A.putaminum 拓扑值达到0.943，相似度极高，可视为同物种。登录号JN684794.1 与A.pusiola 相似度也极高，拓扑值达到0.865，亦可视为同物种。此外，特别值得关注的是登录号MN007012.1 Agrocybe parasitica，在我国尚未发现，其较为罕见的与柱状田头菇A.cylindracea（A.aegerita）和茶薪菇A.chaxingu聚为一类，拓扑值达到0.501，属于可信度较高的一类，值得学者们对其具体的遗传性状继续开展深入研究。

1994年，卢成英和李建宗[15]在湖南张家界国家森林公园分离到一株田头菇属Agrocybe 真菌，经形态学特征鉴定为无环田头菇A.farinacea Hongo，为当时我国新记录种，标本编号MHJSU940141，存放于吉首大学真菌标本室（MHJSU）。2010年，戴玉成等在修订的中国食用菌名录中也对无环田头菇（A.farinacea Hongo）进行了报道。2012年，金鑫和图力古尔等对国内田头菇属Agrocybe 的物种分类进行了详细的系统学研究，通过对新鲜子实体的宏观描述和烘干标本的显微观察，共描述了21 种田头菇属Agrocybe 物种，其中有3 个是中国新纪录种，分别为隆起田头菇A.elatella、褐色田头菇A.brunneola 和平田头菇环状变种A.pediades var.cinctula Nauta，标本保存于吉林农业大学菌物标本馆（HMJAU）。但有关我国学者对无环田头菇A.farinacea，隆起田头菇A.elatella 和褐色田头菇A.brunneola 的研究，笔者在NCBI-Taxonomy 检索系统中未发现这3 个物种的任何信息记录，此项工作应在今后的研究中及时完善，以便丰富NCBI 菌种资源库。

物种的系统进化研究是生物多样性的基础学科，物种的遗传变异越丰富，其生存适应性就越强，进化的潜力也就越大。大型真菌在其长期的自然演化和人工驯化过程中为了适应不同地域的生态环境形成了不同的生态种类，具备了较为鲜明的遗传分化。因此，本研究对田头菇属Agrocybe 不同物种间的遗传关系以及对该属各物种亲本库的选配和种质资源的保护都具有一定的参考价值。近年来，随着分子测序技术的快速发展，物种识别系统的谱系一致性技术（GCPSR，Genealogical Concordance Phylogenetic Species Recognition）已成为菌物多样性研究领域的主流和热点，已有诸多研究报道[16-20]。该技术通过对多基因家族的一致性、菌物形态学和生殖方式等进行快速鉴定，更清楚地界定了物种类别，可更有效地帮助人类理解物种间的亲缘关系。