Hội thảo chuyên đề về Cordyceps - Thảo luận về Hệ thống phân loại của Paecilomyces palustris và Hệ thống địa lý của Cordyceps sinensis


Hình 1. Phòng thí nghiệm trọng điểm của Bang về nguồn sinh học và sử dụng Vân Nam, Cơ sở Donglu, Đại học Vân Nam, ngày 23 tháng 11 năm 2018
Ảnh nhóm của tất cả các thành viên của Hội nghị chuyên đề về Cordyceps
 

Từ ngày 22 đến 23 tháng 11 năm 2018, Nhóm nghiên cứu Cordyceps của Trường Khoa học Đời sống của Đại học Vân Nam đã tổ chức Hội nghị chuyên đề về Cordyceps - Bat Moth trong phòng hội thảo trên tầng năm của Phòng thí nghiệm tài nguyên sinh học và sử dụng chính của tỉnh Vân Nam, Đại học Vân Nam. Một nghiên cứu về hệ thống phân loại của Paecilomyces sinensis và dòng dõi của Cordyceps militaris ở cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng

Đồng thời, các khách mời chính của hội nghị này đến từ 11 trường đại học và viện nghiên cứu khác nhau ở Trung Quốc. Đồng thời, các giáo viên và sinh viên của ngành sinh học của Đại học Vân Nam đã tích cực tham gia, và cuộc họp diễn ra sôi nổi và nhiệt tình.

Nhóm nghiên cứu Cordyceps của Trường Khoa học Đời sống của Đại học Vân Nam, sử dụng kết hợp hình thái học và hệ thống phân tử, đã tìm thấy hơn 350 loài Cordyceps ở Trung Quốc và các nước Đông Nam Á trong gần 20 năm. Hơn 18.000 mẫu Cordyceps đã được sản xuất và hơn 7.000 mẫu đã được phân lập. Xây dựng Bảo tàng Cordyceps lớn nhất thế giới.


Hình 2. Bảo tàng Đám mây và Đông trùng hạ thảo

Chủ đề hội nghị 1. Vị trí của hệ thống phân loại Paecilomyces palustris

Paecilomyces hepiali Q.T. Chen & R.Q. Dai ex R.Q. Dai và cộng sự là Viện Y học Trung Quốc của Viện Hàn lâm Khoa học Y học Trung Quốc. Theo cách hiểu truyền thống, Paecilomyces militaris thực sự là một Paecilomyces Sensu lato trên diện rộng, dựa trên chi Paecilomyces và vị trí phân loại của nó thuộc về đơn vị phân loại đang chờ xử lý. Theo phân loại hiện đại, Paecilomyces là một tên chung không hợp lệ. Theo cách nói của giáo dân, Paecilomyces batii thuộc về "hộ gia đình đen".


Hình 3. Đặc điểm hình thái và kính hiển vi của các chủng Paecilomyces palustris

Các thành phần chính và tác dụng dược lý của Paecilomyces palustris tương tự như của Cordyceps sinensis tự nhiên. Năm 1993, chúng được áp dụng cho các bằng sáng chế quốc gia. Các nhân viên có liên quan của Viện Dược liệu của Viện Khoa học Y học Trung Quốc đã phân lập được chủng Paecilomyces palustris Cs-4 từ Qinghai Hualong và phát triển Jinshuibao Capsule. Năm 1987, nó đã được phê duyệt là một loại thuốc mới của Trung Quốc, được sử dụng lâm sàng cho bệnh suy thận và thận. Tinh chất không đủ, ho và hen suyễn lâu dài, mệt mỏi Shenpi, không quên, hay quên, eo yếu, kinh nguyệt không đều, bất lực và xuất tinh sớm, viêm phế quản mãn tính, suy thận mãn tính, tăng lipid máu, xơ gan, vv; Tập đoàn Minc Trust sản xuất sản xuất lên men. Năm 2017, giá trị sản lượng hàng năm của Jinshuibao đạt 10 tỷ nhân dân tệ. Việc xác định lại vị trí của hệ thống phân loại cho các loài có giá trị kinh tế quan trọng như vậy sẽ tạo điều kiện cho sự phát triển và sử dụng bền vững hơn nữa của dơi Paecilomyces.

Các nghiên cứu trước đây cho thấy Paecilomyces palustris và P. sinensis có sự tương đồng cao về cấu trúc hình thái và trình tự phân tử, và chúng được coi là đồng nghĩa. Dai Ruqin và cộng sự mô tả loài Paecilomyces palustris mới, được coi là gần với kích thước bào tử của bào tử, nhưng hình thái của chai bắt nguồn từ conidiophores và hình thái của thân chai và hình thái của conidia. Không Là một loài có giá trị kinh tế lớn, cần thận trọng hơn khi xác định vị trí của hệ thống.

Để đối phó với các vấn đề trên, nhóm chuyên gia và những người tham gia cuộc họp đã tổ chức các cuộc thảo luận. Các chủ đề chính và kết luận sơ bộ như sau:

Sau khi thảo luận bởi nhóm chuyên gia, người ta đã xác nhận rằng Paecilomyces palustris không cùng loài với Isaria farinosa. Chúng tôi khuyên nên kết hợp Paecilomyces batii và các loài liên quan của nó vào chi Samsoniella và đổi tên thành Paecilomyces palustris. Và nên đổi tên tiếng Trung của mình thành dơi bướm và xuất bản nó khi thích hợp. Chi Paecilomyces pallidum được tìm thấy rộng rãi trong tự nhiên và thể hiện một phân khúc cực kỳ rộng và khả năng thích nghi mạnh mẽ. Mô tả cấu trúc hình thái chi tiết và xác định phân tử nên được thực hiện cho các loài tương đối của Paecilomyces batii trong cây phát sinh gen. Việc xác định vị trí phân loại của dơi Paecilomyces chắc chắn sẽ tạo điều kiện cho sự phát triển và sử dụng bền vững. Ví dụ, việc so sánh bộ gen, transcriptome và chuyển hóa của Paecilomyces palustris và Cordyceps sinensis sẽ tiết lộ con đường trao đổi chất và cơ chế hoạt động của các thành phần tương tự của Paecilomyces palustris và Cordyceps sinensis. Đồng thời, nghiên cứu genomics và transcriptomics so sánh của Paecilomyces palustris và các loài liên quan của nó sẽ mở ra một triển vọng ứng dụng rộng lớn hơn cho sự phát triển của Paecilomyces pallidum và các tài nguyên mới và chức năng mới của nó.

Phần 2: Sự đa dạng loài của Cordyceps militaris và địa lý phả hệ của nó ở cao nguyên Qinghai-Tây Tạng


Hình 5. Vị trí địa lý của cao nguyên Tây Tạng và phân bố địa lý của Cordyceps sinensis

Địa chất của Cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng ở Cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng đã trải qua nhiều địa chất nâng cao, và các vòng xoay lặp đi lặp lại của các thời kỳ băng hà và liên vùng, khiến các loài trong khu vực tạo thành các đặc điểm tiến hóa và động vật độc đáo. Sự tiến hóa của loài và sự khác biệt của hệ động vật có liên quan chặt chẽ với các cơ chế tiến hóa của chính loài, bản đồ cổ và khí hậu. Cordyceps sinensis và các loài Cordyceps có liên quan chặt chẽ với nhau, là sự tiến hóa độc lập đa dòng để hình thành sự đa dạng loài hay nguồn gốc tổ tiên đơn đơn? Làm thế nào để nó di cư và phát triển dưới môi trường địa chất đặc biệt của cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng? Đồng thời, trong quá trình tiến hóa đa dạng, những hành vi nào (bao gồm cả chuyển vật chủ) và các yếu tố sinh lý thay đổi để thích ứng với sự thay đổi khí hậu địa chất?


Hình 6. Cuộc họp của Hội nghị chuyên đề về đông trùng hạ thảo


Hình 7. Báo cáo của Tiến sĩ Dai Yongdong về địa lý của Cordyceps militaris ở Cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng

Để đối phó với các vấn đề khoa học ở trên, nhóm chuyên gia và những người tham gia cuộc họp đã tiến hành báo cáo và thảo luận. Các chủ đề chính và kết luận sơ bộ như sau:

(1) Sự đa dạng về loài của Cordyceps militaris ở Cao nguyên Tây Tạng


Hình 8. Sự phân bố địa lý của Cordyceps militaris ở cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng

Tổng cộng có 13 loài tuyến trùng đã được nghiên cứu một cách có hệ thống ở Cordyceps sinensis và các loài Cordyceps militaris liên quan, ngoại trừ năm loài được báo cáo trước đó (Ophiocordyceps sinensis, O. lanpingensis, O. emeiensis, Kuriji). O. Kurijimeaensis và O. laojunshanensis, cũng tìm thấy 7 loài mới (O. albastromata, O. alpina, O. alpina, O. amara, O. bambusicola) , Cordyceps King O.megala, O. fusca và O. nigristromata, và một sự kết hợp mới của O. liangshanensis. Các đặc điểm của Cordyceps militaris ở cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng đã được tiết lộ ban đầu.


Hình 9. Giáo sư Liang Zongqi phát biểu tại cuộc họp

(2) Sự hình thành cấu trúc phả hệ của Cordyceps sinensis và các loài liên quan của nó


Hình 10. Cấu trúc phát triển của 13 loài tuyến trùng ở cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng

Dựa trên cơ chế phát sinh đa gen (SSU, LSU, tef-1α, rpb1 và rpb2), tình trạng phân loại và mối quan hệ phát triển của 12 loài C. Elegans đã được xác định (O.kurijimeaensis chưa thu được dữ liệu đa gen). Ngoài E. Elegans, 11 loài khác được tập hợp thành cùng một nhánh, được định nghĩa là QTP Core Clade, nhóm cốt lõi của cao nguyên Qinghai-Tây Tạng. Trong Clade, cũng có sáu loài tuyến trùng phân bố trên cao nguyên ngoài Tây Tạng: O. macrocaicularis (Nhật Bản), O. xuefengensis (Núi tuyết, Hồ Nam, Trung Quốc), O. Illustris (Tây Phi và Nam Phi), O. robertsii (Úc và New Zealand), tuyến trùng karst O.karstii (Chishui, Quý Châu, Trung Quốc) và O.wenshanensis (Wenshan, Vân Nam, Trung Quốc).


Hình 11. Giáo sư Yu Hong phát biểu tại cuộc họp

(3) Thảo luận về nguồn gốc của Cordyceps sinensis và các loài liên quan của nó ở cao nguyên Qinghai-Tây Tạng

Việc xây dựng lại khu vực phân phối tổ tiên dựa trên S-DIVE cho thấy phần phía nam của núi Hengduan là trung tâm gốc của QTP Core Clade. Trong thời kỳ Eocene, từ nhiệt độ trung bình thấp của phần phía nam của dãy núi Hengduan ở Eocene, với sự nâng cao địa chất và biến đổi khí hậu, sự khác biệt và hình thành địa phương của trung tâm đa dạng, chủ yếu dành cho kiểu khí hậu cận nhiệt đới ôn đới. Sau đó, do sự nâng cao địa chất của Phong trào Thanh Hải-Tây Tạng, khối đất đã di chuyển, sự khác biệt giữa cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng và độ cao và nhiệt độ khí hậu xung quanh tăng lên, tạo ra điều kiện khí hậu địa lý và sinh thái phong phú cho sự đa dạng và khác biệt của các loài quân sự Cordyceps. Nó được đi kèm với sự nâng cao địa chất của cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng lên độ cao và các khu vực xung quanh. Sau khi lựa chọn và thích nghi lâu dài, O.karstii, O.wenshanensis, O.illustris, O.xuefengensis, O.macroacicularis và O.robertsii được tạo thành các nhóm đặc biệt bên ngoài cao nguyên Qinghai-Tây Tạng.


Hình 12. Suy đoán về sự lan truyền của các loài trong nhóm cốt lõi của cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng

Vào cuối Miocen (~ 6 Ma), Cordyceps sinensis có nguồn gốc từ khu vực phía nam của Tây Tạng cổ đại và khu vực rộng lớn phía tây bắc Vân Nam.


Hình 13. Đường dẫn có thể cho sự lây lan của Cordyceps sinensis

(4) Hiệp hội giữa sự hình thành và sự khác biệt của Cordyceps sinensis và các loài liên quan và các sự kiện địa chất cổ sinh vật ở Cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng


Hình 14. Mối tương quan giữa sự khác biệt giữa các loài Cordyceps và các sự kiện địa chất và lịch sử ở cao nguyên Qinghai-Tây Tạng

Sử dụng hóa thạch làm điểm kiểm tra thời gian, sử dụng mô hình đồng hồ phân tử lỏng để ước tính thời gian phân biệt của Cordyceps militaris và nhóm chủ của nó, thời điểm xảy ra sự khác biệt thứ 7 của nhánh chính của Cordyceps militaris và lần nâng thứ hai của Cao nguyên Qinghai-Tây Tạng Thời gian là như nhau. Có ý kiến cho rằng sự khác biệt về loài của Cordyceps militaris ở cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng có mối tương quan chặt chẽ với sự nâng cao địa chất Oligocene-Miocene (25-17 Ma) ở khu vực này.


Hình 15. Mối tương quan giữa sự khác biệt của Cordyceps sinensis và sự nâng cao địa chất của cao nguyên Qinghai-Tây Tạng

(5) Cấu trúc địa lý của Cordyceps sinensis


Hình 16. Phân bố địa lý cấu trúc di truyền của Cordyceps sinensis

Dựa trên các mẫu quy mô lớn (96 quần thể của 948 mẫu) trình tự ITS để khám phá sự đa dạng di truyền và cấu trúc địa lý của dòng Cordyceps sinensis, đã thu được 111 haplotypes, và sự đa dạng di truyền chính xác của Cordyceps sinensis. 8 nhánh phát sinh gen ổn định với ít nhất 3 mẫu phân bố theo địa lý. Đồng thời, người ta thấy rằng phần phía tây bắc của Vân Nam và miền nam Tây Tạng là trung tâm đa dạng di truyền và sự khác biệt của Cordyceps sinensis.


Hình 17. Nhà nghiên cứu Liu Xingzhong, nhà nghiên cứu Yang Zhuliang, nhà nghiên cứu Han Richou và nhà nghiên cứu Zhao Yongchang đã phát biểu tại cuộc họp


Hình 18. Giáo sư Hu Xianqi, Giáo sư Zhang Keqin và Giáo sư Zou Chenggang phát biểu tại cuộc họp

Cuộc họp này, thông qua phân tích và thảo luận về vị trí của hệ thống phân loại Paecilomyces palustris, đã đề xuất kết hợp Paecilomyces palustris vào chi Samsoniella. Điều này có lợi cho sự phát triển và sử dụng bền vững của Paecilomyces palustris, có giá trị y học quan trọng. Thông qua phân tích chuyên sâu đa ngành và thảo luận về nhóm dân quân Cordyceps trên cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng, cuộc họp hiểu đầy đủ về sự đa dạng loài và mô hình phân biệt của Cordyceps sinensis và các loài liên quan của nó trong điều kiện địa chất và khí hậu phức tạp của cao nguyên Qinghai-Tây Tạng. Phân tích toàn diện và toàn diện về sự hình thành và tiến hóa của loài Cordyceps militaris ở cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng.