揭示蜚蠊中Hypotrichomonas属(Parabasalia: Hypotrichomonadidae)的惊人多样性及其宿主特异性进化

本研究聚焦蜚蠊(Blattodea, 除等翅目外)肠道共生原生生物Hypotrichomonas属的多样性空白，通过整合光镜形态学(protargol染色)、扫描电镜和SSU rRNA基因系统发育分析，从41种蜚蠊中分离72株菌株，鉴定出7个新种并揭示该属进化中心可能位于蜚蠊，其谱系呈现高度宿主特异性，为理解Parabasalia的适应性辐射提供了关键案例。

　　

在昆虫与微生物的共生关系研究中，白蚁和隐尾蠊(Cryptocercus)后肠中的Parabasalia(副基体门)超鞭毛虫(Hypermastigida)因其复杂的共生机制备受关注。然而，同为蜚蠊目(Blattodea)的其他蟑螂类群却长期被忽视，尤其是其体内携带的Hypotrichomonas(拟毛滴虫属)——这个属于Hypotrichomonadida(拟毛滴虫目)的小型原生生物类群。传统观点认为，Hypotrichomonas作为缺乏支撑波动膜(costa)的原始特征类群，在Trichomonadida(毛滴虫目)演化史上具有关键地位，但其真实多样性及宿主关系仍迷雾重重。

捷克科学院的研究团队在《Protist》发表的研究中，通过大规模采样和分子系统发育分析，彻底改写了这一认知。研究人员从全球41种蜚蠊和一处树洞积水中获得73株Hypotrichomonas菌株，结合protargol染色光镜观察、扫描电镜(SEM)和SSU rRNA基因测序，不仅证实该属在蜚蠊中存在爆发性辐射演化，还正式描述了7个新种。温度耐受实验揭示不同谱系对37°C的适应性差异，暗示脊椎动物寄生种可能起源于蜚蠊共生祖先。

关键技术包括：(1)从野生及人工饲养蜚蠊中分离后肠共生体，使用Dobell-Laidlaw双相培养基培养；(2)protargol染色显示细胞器超微结构；(3)SEM观察表面形态；(4)SSU rRNA基因测序构建系统发育树；(5)温度梯度实验测试生理适应性。

【新Hypotrichomonas菌株】
从Perisphaeria等41属蜚蠊分离的72株菌株及树洞株DENDROTELMA，经SSU rRNA基因分析划分为10个进化枝，其中7个为新种候选群。

【系统发育分析】
最大似然法构建的SSU rRNA基因树显示，蜚蠊来源的Hypotrichomonas形成单系群，且与已知脊椎动物寄生种(如蛇类H. acosta)构成姐妹群，支持"蜚蠊为演化中心"假说。

【温度耐受性】
H. madagascariensis等3株能在37°C存活，而蜥蜴寄生种H. acosta迅速死亡，反映体温调节对宿主转换的限制作用。

【形态学特征】
protargol染色揭示新种间波动膜(undulating membrane)形态差异，SEM证实H. junai n. sp.等具有独特的鞭毛排列模式，填补了Hypotrichomonadidae科的形态学空白。

这项研究首次系统揭示Hypotrichomonas在蜚蠊中的隐蔽多样性，其宿主特异性谱系为研究Parabasalia与昆虫的协同进化提供新模式。?epi?ka团队通过整合多学科证据，证实Honigberg(1963)提出的"costa缺失为原始特征"假说存在局限性——蜚蠊Hypotrichomonas的辐射演化表明，形态简化可能是长期适应特定宿主的次生特征。该发现不仅修订了Hypotrichomonadida的分类框架，更暗示昆虫肠道可能是多种人类寄生虫(如阴道毛滴虫Trichomonas vaginalis)的演化摇篮。研究获得捷克科学基金会(22-22538S)等支持，相关菌株保藏于捷克国家博物馆，为后续比较基因组学研究奠定基础。