水玉簪属（Burmannia L.）植物与丛枝菌根真菌协同进化研究

Almost all land plants form symbiotic associations with mycorrhizal fungi, and mycorrhiza provide ideal materials for the studies of plants-fungi interactions and coevolution. Associations between mycoheterotrophic plant and mycorrhizal fungi is one of the most fascinating aspects of the studies of botany and microbiology. However, until today most studies focused on the host specificity and/or resource exchanges among mycorrhizaes, the phylogenetic relationships and coevolution of plants and mycorrhizal fungi are less studied and remain unclear. Burmannia, one of the rare plant taxa that include species with entire green leaves, species with degenerated leaves, and achlorophyllous species, provide ideal system for the studies of plants-fungi interactions and coevolution. In this study, we will aim to investigate the families of mycorrhizal fungi that associated with Burmannia mycorrhiza and its diversity through the high throughout.sequencing methods, and focus on the phylogenetic relationships of Burmannia and their mycorrhizal fungi. Meanwhile, we intend to study the molecular evolution of NFP gene family in Burmannia to examine if these genes are related to the mycorrhizal specificity of Burmannia and fungi. Our study could be helpful for the understanding of partner selection and evolution relationships between mycoheterophic plants and fungi, and will shed light on the mechanisms of the plants-fungi symbiotic associations and coevolution.

几乎所有的陆地植物都能与真菌形成菌根共生关系，菌根是研究植物和真菌相互作用、协同进化的理想材料。真菌异养植物与菌根真菌的共生关系是植物学和微生物学研究的热点之一，但已有研究多关注于植物与真菌之间的资源交流、特异性关系等，从系统发育的角度关注二者之间进化关系的研究鲜见报道。水玉簪属是极为少有的，在同一个属内从具有发达绿叶到绿叶退化，再到完全无叶绿素的植物类群之一，为研究植物和真菌之间的协同进化提供了理想材料。本项目拟以水玉簪及其菌根真菌为研究对象，采用高通量测序的方法研究菌根真菌的种类、多样性，探讨宿主植物和真菌之间的进化关系。同时，对水玉簪中与共生相关的NFP基因家族进行系统发育分析和分子进化分析，探讨其分子进化与水玉簪菌根进化之间的关系。本研究有助于理解真菌异养植物和菌根真菌之间的相互选择、协同进化关系，对了解植物和真菌之间共生关系的机制及植物—真菌协同进化具有重要意义。

真菌异养植物与菌根真菌的共生关系是植物学和微生物学研究的热点之一，研究表明不同的真菌异养植物对菌根真菌的特异性程度不同，二者之间的互作关系也很可能随植物的不同而不相同，然而，真菌异养植物与真菌之间的互作模式仍不清楚。已有研究多关注于植物与真菌之间的特异性关系等，从系统发育的角度关注二者之间进化关系的研究鲜见报道。水玉簪科水玉簪属（Burmannia L.）含大约60种，泛热带分布，是研究植物-真菌协同进化的理想材料。本项目以水玉簪属植物为研究对象，以高通量测序为手段对其10个种的不同居群中个体的根部真菌进行了鉴定，并研究了其群落组成在不同宿主种和居群间的多样性变化。特别的，通过构建植物和真菌的系统发育树，本研究探究了植物和共生真菌之间是否存在协同进化关系。通过对水玉簪属植物根部真菌多样性的研究以及系统发育研究，本研究首次揭示了寄主的组合偏好性而非寄主特异性刻画了水玉簪属真菌异养植物与菌根真菌的互作模式，同时本研究的结果也将为进一步研究真菌异养植物与菌根真菌之间的互作关系提供参考。