Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Проведенные исследования на основе мультигенного филогенетического анализа с использованием фрагментов трех маркерных генов показали, что в пределах семейства Didymiaceae формируются четыре клады с хорошей филогенетической поддержкой. Первая клада содержит пять видов рода Diachea, который был ранее включен в группу таксонов incertae sedis. Вторая большая клада объединяет Mucilago crustacea и виды рода Didymium Schrad., включая типовой вид рода - D. melanospermum. Третья клада включает морфовиды рода Lepidoderma, а также D. fallax. Четвертая клада объединяет виды рода Diderma, а также Lepidoderma tigrinum. Было показано, что миксомицеты разделяются на две эволюционные ветви: светлоспоровые (Lucisporidia = Lucisporomycetidae) и темноспоровые (Columellidia = Columellomycetidae). При этом ряд входящих в них таксонов являются поли- или парафилетичными, а многие филогенетические группы не соответствуют классификации на основе морфологических признаков. В ряде случаев нам удалось разрешить такие конфликты морфологии и молекулярной филогении, например, расформировав род Lepidoderma и отнеся его виды или к восстановленному недавно роду Polyschismium, или к обширному роду Diderma. В целом мы показали, что трехгенный подход в филогенетическом анализе темноспоровых миксомицетов может надежно разграничить их роды и позволяет определить основные монофилетичные группы, соответствующие родам семейств Didymiaceae. Однако реконструированная нами филогения показала, что семейства Didymiaceae и Physaraceae не являются естественными таксонами. Полученные нами результаты показывают, что использование небольшого числа филогенетически информативных локусов имеет ограничения для анализа «глубокой филогении» (deep phylogeny) миксомицетов, поскольку глубокое ветвление на уровне порядков и семейств остается во многом неразрешенным. Таким образом, мы обнаружили, что более глубокие филогенетические отношения миксомицетов и таксонов с длинными ветвями остаются трудноразрешимыми с помощью трехгенной филогении и требуют филогеномных подходов, подобных тому, который был использован в Kang et al. (2017) для культивируемых членов Amoebozoa. В связи с этим в данном проекте с целью усиления филогенетического сигнала были использован метод «genome skimming» из группы методов «shotgun sequencing», основанный на технологиях секвенирования нового поколения (NGS, next generation sequencing). Метод представляет собой секвенирование генома с низким покрытием, что позволяет получить преимущественно мультикопийные участки генома (кластеры рибосомных генов и митохондриальный геном, многокопийные ядерные гены, ДНК-транспозоны и ретроэлементы). Для этого метода возможно использование частично фрагментированной ДНК из сухих гербарных образцов, что значительно облегчает подбор таксонов для филогенетического анализа. В результате проведенных в 2022 году исследований нами были получены следующие результаты. - была построена четырехлокусная филогения (Приложение 2), которая получила высокую или максимальную статистическую поддержку для большинства ветвей. - топология дерева подтверждает ряд выводов, сделанных ранее на основании филогений, построенных по частичным последовательностям одного – трех генов. - установлено положение Polyschismium fallax (≡ Diderma fallax) в роде Polyschismium, Didymium mucilago (≡ Mucilago crustacea) в роде Didymium, Diderma tigrinum (≡ Lepidoderma tigrinum) в роде Diderma. - подтверждено положение Lamproderma cacographicum отдельно от других представителей рода, ближе к Amaurochaetaceae и Meridermataceae. - подтверждена полифилетическая природа родов Physarum, Fuligo, Badhamia, Lamproderma. - подтверждена принадлежность рода Kelleromyxa к Columellomycetidae и впервые показано сестринское положение Kelleromyxa fimicola с Physarum vernum и Fuligo muscorum. - впервые показана близость рода Paradiachea, совмещающего морфологические признаки родов Diachea (Didymiaceae) и Lamproderma (Lamprodermataceae), к роду Lamproderma. Интересным предварительным результатом является также то, что род Meriderma образует монофилетическую группу вместе с Amaurochaetaceae, чего не демонстрировалось в предыдущих исследованиях, основанных на меньшем объеме данных. На данном этапе остаются неразрешенными взаимоотношения семейств Physaraceae и Didymiaceae. В 2023 году планируется увеличение разрешения филогении с помощью извлечения дополнительных локусов для филогенетического анализа из полученных данных скимминга геномов и увеличения числа анализируемых таксонов.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В ходе выполнения проекта для филогеномного исследования миксомицетов порядка Physarales (подкласс Columellomycetidae) была подготовлена коллекция 107 референсных гербарных образцов, относящихся к 101 виду миксомицетов из 36 родов. Для них было проведено определение до уровня вида, подтвержденное морфологическими признаками, ДНК-штрихкодами и результатами филогенетического анализа. Для этих образцов с помощью геномного секвенирования с низким покрытием (скимминга генома) были получены последовательности обширных участков генома (последовательностей ядерной рибосомной ДНК, митохондриального генома, ряда многокопийных и однокопийных ядерных генов) с целью проведения филогеномного анализа. На основе полученных в ходе выполнения проекта геномных данных, а также нуклеотидных последовательностей миксомицетов, доступных в публичных базах данных (MyxoSeq, https://dna.myxomycetes.org/, GenBank Nucleotide) была произведена реконструкция глубокой филогении миксомицетов порядка Physarales, а также проведена оценка филогенетического статуса (монофилетический, парафилетический или полифилетический) и таксономического статуса семейств Lamprodermataceae, Didymiaceae и Physaraceae. Были прояснены филогенетические связи и таксономический статус родов Lamproderma, Colloderma, Elaeomyxa, Collaria, Diderma, Didymium, Lepidoderma, Craterium, Leocarpus, Fuligo, Physarum, Physarella, Badhamia, Kelleromyxa, а также ряда родов (Diachea, Willkommlangea, Paradiachea), которые относят к категории таксонов с неясным таксономическим положением (Columellomycetidae incerate sedis). Были получены новые данные о наличии, длине и положении интронов разных типов в некоторых белок-кодирующих и рибосомных генах (ядерных и митохондриальных) ряда видов миксомицетов. Была создана библиотека нуклеотидных последовательностей миксомицетов для последующих мультигенных филогенетических построений с расширенной таксономической выборкой. На основании множественных выравниваний нуклеотидных последовательностей, полученных с помощью скимминга геномов в ходе выполнения проекта, были разработаны и апробированы праймеры для амплификации различных геномных локусов миксомицетов с целью их дальнейшего использования в мультигенных филогенетических исследованиях. Была проведена оценка степени конгруэнтности между деревьями, полученными на основании митохондриальных последовательностей и участков ядерного генома миксомицетов, с целью оценить возможность использования митохондриальных генов для филогенетических и молекулярно-таксономических исследований в отношении миксомицетов на различном таксономическом уровне. Согласно полученной топологии филогеномного дерева, таксон Physaraceae может быть сохранен в статусе семейства при исключении из него четырех видов, которые с высокой поддержкой группируются с видами рода Diachea: Craterium obovatum, C. muscorum, C. dictyosporum и Badhamia lilacina. С высокой статистической поддержкой показано, что Didymiaceae является парафилетическим таксоном и может быть разделен на четыре монофилетичных семейства. Это совпадает с результатами филогений, полученных с использованием одногенного, двухгенного и трехгенного набора данных, однако теперь использование нами большого числа ядерных и митохондриальных локусов значительно повышает статистическую поддержку вывода о парафилетичности семейства Didymiaceae. Установлено, что семейство Lamprodermataceae также парафилетично и распадается на 4 клады. На основе комплексного подхода с применением морфологических и молекулярно-генетических методов нами была предложена таксономическая ревизия рода Amaurochaete. Показано, что семейство Stemonitidaceae полифилетично и с высокой статистической поддержкой распадается на три группы. Филогеномный анализ подтвердил, что Clastoderma формирует отдельный от Echinosteliales монофилетичный порядок, как и было ранее показано в реконструкциях по nrSSU.