Taxonomy and diversity of freshwater ascomycetes fungi in Thailand and Southern China

อนุกรมวิธานและความหลากหลายของราน้ำจืดแอสโคมายซีสในประเทศไทยและภาคใต้ของประเทศจีน

Name: Bao Danfeng

LCSH: Freshwater fungi

LCSH: Freshwater fungi -- Thailand

LCSH: Freshwater fungi -- China

Abstract: Lignicolous freshwater fungi are those that grow on submerged woody debris in freshwater streams, ponds, lakes, tree hollows, peat swamps and dams. They play an important role in nutrient and carbon cycling, biological diversity and ecosystem functioning of freshwater ecosystems with their ability to decompose lignocellulose in woody litter, softening the wood and releasing nutrients. Fungi in freshwater represent a phylogenetically varied Ascomycota group that may be thought of as an ecological assembly rather than a taxonomy category that reflects the presence of freshwater fungus throughout various lineages. Freshwater ascomycetes are ascomycetous fungi that have been found in freshwater habitats. We are carrying out a survey on the diversity of lignicolous freshwater fungi in Thailand and Southern China. In this study, 97 species were introduced based on phylogenetic analysis and morphological characters, of which 36 from Thailand and and 61 from China. The 97 species belong to two classes (Dothideomycetes and Sordariomycetes) of ascomycota, based on evidence from DNA sequence data and morphology, 54 new species, 37 new records, six new collections are introduced. In addition, three new combinations were introduced and molecular data of two fungal taxa were provided for the first time. Descriptions, illustrations and phylogenetic tree for these species were provided. Diaporthomycetidae is one of the seven subclasses of Sordariomycetes and contains 30 lineages that are only known from freshwater. The subclass is therefore of interest when considering the evolution of freshwater fungi. Several lineages of Diaporthomycetidae are morphologically unique and taxa cluster with strong support, but have weak support at the base of the trees. The phylogenetic and MCC trees generated in this study indicate that Aquapteridospora, Barbatosphaeriaceae, Bullimyces, Cancellidium, Ceratolenta, Conlarium, Phialemoniopsis, Pseudostanjehughesia and Rhamphoriaceae are distinct genera/families that evolved in the family/order time frame. The new orders Barbatosphaeriales (177 MYA), Cancellidiales (137 MYA), Ceratolentales (147 MYA), Conlariales (138 MYA) and Rhamphoriales (133 MYA) and six new families, Aquapteridosporaceae (110 MYA), Cancellidiaceae (137 MYA), Ceratolentaceae (81 MYA), Bullimycetaceae (81 MYA), Phialemoniopsaceae (59 MYA), and Pseudostanjehughesiaceae (111 MYA) are introduced with evidence from phylogenies, divergence estimates and distinct morphologies. Of these families, Aquapteridosporaceae, Cancellidiaceae, Bullimycetaceae, and Pseudostanjehughesiaceae are only known from freshwater. In addition, three new collections of Cancellidium from streams in China and Thailand were made and isolated them into culture, extracted DNA and carried out multigene phylogenetic analysis and divergence time estimation which placed the genus in Diaporthomycetidae. In addition, we introduce three additional species to Cancellidium. Hypocreomycetidae is a highly diverse group with species from various habitats. Species in this subclass have been reported as pathogens, endophytes, parasites, saprobes, fungicolous, lichenicolous, algicolous, coprophilous and insect fungi from aquatic and terrestrial habitats. In this study, we focused on freshwater fungi of Hypocreomycetidae which resulted 41 fresh collections from China and Thailand. Based on morphological and phylogenetic analyses, we identified 26 species belonging to two orders (Hypocreales, Microascales) and six families (Bionectriaceae, Halosphaeriaceae, Microascaceae, Nectriaceae, Sarocladiaceae and Stachybotryaceae). Ten new species, 13 new habitats and geographic records are introduced. Mariannaea superimposita, Stachybotrys chartarum and S. chlorohalonatus are recollected from freshwater habitats in China. Based on phylogenetic analysis of combined LSU, SSU, ITS, rpb2 and tef1-α sequences data, Emericellopsis is transferred to Hypocreales genera incertae sedis ; Pseudoacremonium is transferred to Bionectriaceae ; Sedecimiella is placed in Nectriaceae ; Nautosphaeria and Tubakiella are excluded from Halosphaeriaceae and placed in Microascales genera incertae sedis ; Cancellidiales and Faurelina are excluded from Hypocreomycetidae. In addition, phylogenetic analysis and divergence time estimates showed that Ascocodina, Campylospora, Cornuvesica and Xenodactylariaceae formed distinct lineages in Hypocreomycetidae and they evolved in the family/order time frame. Hence, a new order (Xenodactylariales) and three new families (Ascocodinaceae, Campylosporaceae, and Cornuvesicaceae) are introduced based on phylogenetic analysis and divergence time estimations. Ancestral character state construction performed for different habitats (freshwater, marine and terrestrial) of this subclass indicates that Hypocreomycetidae evolved from terrestrial ancestor whereas marine and freshwater fungi have been independently evolved. The results further support that early diverging clades of this subclass mostly comprises terrestrial fungi and freshwater and marine fungi have been secondarily derived while the crown clade (Nectriaceae) fairly represents all three habitats. The evolution of various morphological adaptations towards their habitual changes have also been discussed. Fungi associated with aquatic plants are poorly been studied. Few freshwater endophytes have been reported. While, there are little studies about freshwater plant pathogens. In this study, two fungal pathogens were isolated from aquatic plants of Alternanthera philoxeroides and Oryza sp. respectively. Based on phylogenetic analysis and morphological characters, the two species were identified as Curvularia sorghina and Nigrospora oryzae, the detailed descriptions and illustrations are provided for these two species.

Abstract: ราน้ำจืดกลุ่ม Lignicolous เป็นราที่มีแหล่งอาศัยอยู่ในน้ำจืดทั้ง ลำธาร บ่อน้ำ ทะเลสาบน้ำจืด แอ่งน้ำ หรือน้ำในเขื่อนเก็บน้ำต่างๆ ซึ่งรากลุ่มนี้จัดเป็นราที่ทำหน้าที่ในการหมุนเวียนธาตุอาหารและคาร์บอนกลับสู่ระบบนิเวศน์ เนื่องจากเป็นกลุ่มราที่มีความสามารถในการย่อยสลาย lignocellulose ในเนื้อไม้ได้ดี อย่างไรก็ตามพบว่าการจัดจำแนกและการศึกษาในระดับโมเลกุลของราในกลุ่มนี้มีข้อมูลค่อนข้างจำกัด ดังนั้นในการศึกษาครั้งนี้จึงมีจุดประสงค์ในการศึกษาความหลากหลายและการจัดจำแนกตามระบบอนุกรมวิธานของรากลุ่มนี้ โดยมุ่งเน้นในพื้นที่ของประเทศไทยและประเทศจีนทางตอนใต้ ซึ่งจากการศึกษาพบราน้ำจืดทั้งหมด 97 สปีชีส์ โดยแบ่งเป็นตัวอย่างจากประเทศไทย 36 สปีชีส์ และประเทศจีน 61 สปีชีส์ โดยจำแนกอยู่ในชั้น Dothideomycetes และ Sordariomycetes ในนี้พบว่าเป็นราชนิดใหม่ถึง 54 สปีชีส์ และยังเป็นการรายงานดการค้นพบในแหล่งอาศัยใหม่อีก 37 สปีชีส์ ซึ่งได้แสดงรายละเอียดของความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม และลักษณะทางสันฐานวิทยาอย่างละเอียด ราใน Sub-Class Diaporthomycetidae สมาชิกของ Class Sordariomycetes ที่ประกอบด้วย 7 Sub-Class ซึ่งพบว่ามีเพียง 30 กลุ่ม หรือ lineages เท่านั้นที่มีการรายงานจากแหล่งอาศัยน้ำจืด และยังพบว่ามี lineages จำนวนหนึ่งที่มีลักษณะสัณฐานวิทยาเฉพาะและมีการจัดจำแนกตามระบบอนุกรมวิธานที่ชัดเจน แต่ยังขาดข้อมูลทางด้านความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม ซึ่งในการศึกษาครั้งนี้ได้ทำการศึกษาความสัมพันธ์ทางพันธุกรรมของราน้ำจืดสมาชิกของ Sub-Class Diaporthomycetidae จำนวน 9 กลุ่ม ได้แก่ Aquapteridospora, Barbatosphaeriaceae, Bullimyces, Cancellidium, Ceratolenta, Conlarium, Phialemoniopsis, Pseudostanjehughesia และ Rhamphoriaceae และได้ศึกษาวิวัฒนาการการอุบัติของราใน Sub-Class Diaporthomycetidae หลายกลุ่มโดยใช้ข้อมูลร่วมของลักษณะสัณฐานวิทยาและการวิเคราะห์ช่วงเวลาของการเกิดวิวัฒนาการแตกสาย (divergence time estimation) พบว่าราดังกล่าวมีเกิดวิวัฒนาการของแต่ละกลุ่มในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน โดยราอันดับใหม่ ได้แก่ Barbatosphaeriales อุบัติขึ้นในช่วง 177 ล้านปีก่อน Cancellidiales อุบัติขึ้นในช่วง 137 MYA ล้านปีก่อน Ceratolentales อุบัติขึ้นในช่วง 147 ล้านปีก่อน Conlariales อุบัติขึ้นในช่วง 138 ล้านปีก่อน และ Rhamphoriales อุบัติขึ้นในช่วง 133 ล้านปีก่อน ราวงศ์ใหม่ ได้แก่ Bullimycetaceae อุบัติขึ้นในช่วง 81 ล้านปีก่อน Phialemoniopsaceae อุบัติขึ้นในช่วง 59 ล้านปีก่อน และ Pseudostanjehughesiaceae อุบัติขึ้นในช่วง 111 ล้านปีก่อน ซึ่งสมาชิกในวงศ์ Aquapteridosporaceae, Cancellidiaceae Bullimycetaceae และ Pseudostanjehughesiaceae เป็นกลุ่มของราน้ำจืด ราใน Sub-Class Hypocreomycetidae เป็นรากลุ่มหนึ่งที่มีแหล่งอาศัยหลากหลายทั้งเป็นสาเหตุโรคพืช เอ็นโดไฟต์ (Endophytes) ซาโพรบ (saprobes) ราที่อาศัยร่วมกับราอื่น (fungicolous) ไลเคน (lichenicolous) ราที่อาศัยร่วมกับสาหร่าย (algicolous) ราที่อาศัยในมูล (coprophilous) และราแมลง (insect fungi) ซึ่งพบได้ทั้งที่ในแหล่งน้ำ และบนบก ซึ่งในการศึกษาครั้งนี้ได้ทำการศึกษาราใน Sub-Class Hypocreomycetidae ที่เก็บจากแหล่งน้ำจืดในประเทศไทยและประเทศจีนจำนวน 41 ตัวอย่าง โดยทำการวิเคราะห์ลักษณะทางสัณฐานวิทยาและความสัมพันธ์ทางพันธุกรรม สามารถจัดจำแนกราเหล่านั้นออกเปน 26 สปีชีส์ ซึ่งเป็นสมาชิกของ 2 อันดับได้แก่ Hypocreales และ Microascales ประกอบด้วย 6 วงศ์ คือ Bionectriaceae, Halosphaeriaceae, Microascaceae, Nectriaceae, Sarocladiaceae และ Stachybotryaceae โดยรา 10 สปีชีส์จัดเป็นราชนิดใหม่ และ 13 สปีชีส์ได้รายงานการพบในแหล่งอาศัยใหม่ นอกจากนั้นยังได้ทำการจักจำแนกราหลายชนิดโดยใช้ข้อมูลลักจากการวิเคราะห์ลำดับนิวคลิโอไทด์ในตำแหน่ง combined LSU, SSU, ITS, rpb2 และ tef1-α โดยจัดให้ราสกุล Emericellopsis เป็นสมาชิกของ Hypocreales genera incertae sedis ราสกุล Pseudoacremonium เป็นสมาชิกของ Bionectriaceae รา Sedecimiella เป็นสมาชิกของ Nectriaceae รา Nautosphaeria และ Tubakiella ถูกคัดออกจากวงศ์ Halosphaeriaceae และจัดใหม่ให้อยู่ใน Microascales genera incertae sedis และรา Cancellidiales และ Faurelina ก็ถูกคัดออกจากวงศ์ Hypocreomycetidae เช่นกัน นอกจากนั้นการวิเคราะห์ช่วงเวลาการเกิดวิวัฒนาการ divergence time ยังแสดงให้เห็นว่ารา Ascocodina, Campylospora, Cornuvesica และ Xenodactylariaceae มีวิวัฒนาการร่วมกันอยู่ภายใน Sub-Class Hypocreomycetidae และเทคนิคการวิเคราะห์ดังกล่าวยังทำให้เกิดการค้นพบราลำดับใหม่จำนวน 1 ลำดับ คือ Xenodactylariales ราวงศ์ใหม่ 3 วงศ์คือ Ascocodinaceae Campylosporaceae และ Cornuvesicaceae และยังค้นพบว่า Sub-Class Hypocreomycetidae มีบรรพบุรุษที่มีแหล่งอาศัยหลากหลายทั้งน้ำจืด น้ำเค็ม และบนบก

Chiang Mai University. Library

Address: CHIANG MAI

Email: cmulibref@cmu.ac.th

Name: Ratchadawan Cheewangkoon

Role: Advisor

Created: 2023

Modified: 2023-10-29

Issued: 2023-10-29

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

eng

Spatial: Thailand

Spatial: China

DegreeName: Doctor of Philosophy

Level: Doctoral Degree

Descipline: Plant Pathology

Grantor: Chiang Mai University

©copyrights Chiang Mai University

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	600851015.pdf	184.53 MB	3	2024-07-31 14:54:16

ใช้เวลา

0.041206 วินาที