南极湖泊可培养真菌多样性及其生物技术应用潜力研究

《Extremophiles》：Diversity of culturable fungi in Antarctic lakes and their potential for producing compounds of biotechnological interest

本研究针对南极脆弱生态系统下微生物资源开发需求，由科研团队对詹姆斯罗斯岛弗洛伦西亚湖和卡捷琳娜湖沉积物中的可培养真菌开展多样性及生物技术潜力评估。研究发现24个真菌分类单元（57株分离株），其中子囊菌门（Ascomycota）为优势菌门，假裸囊菌属（Pseudogymnoascus）和痂囊腔菌属（Thelebolus）为高频菌种。功能筛选显示菌株可产菊粉酶（inulinase）、蛋白酶等11种工业酶，8株菌具生物表面活性剂合成能力，50株含脂质体，一株Penicillium palitans通过活性化合物(-)-palitantin完全抑制细香葱种子萌发。该研究为极端环境微生物资源开发提供了重要理论基础。

　　

科研人员对南极詹姆斯罗斯岛弗洛伦西亚湖与卡捷琳娜湖沉积物中的可培养真菌多样性及生物技术潜力展开评估。共鉴定出57株真菌分离株，归属于24个分类单元（弗洛伦西亚湖16个，卡捷琳娜湖8个）。子囊菌门（Ascomycota）为优势门，其次被毛霉门（Mortierellomycota）和担子菌门（Basidiomycota）。主要菌属包括枝孢属（Cladosporium）、指孢属（Dactylaria）、冰酵属（Glaciozyma）、黏束孢属（Graphium）、白孢菌属（Leucosporidium）、被孢霉属（Mortierella）、青霉属（Penicillium）、假散囊菌属（Pseudeurotium）、假裸囊菌属（Pseudogymnoascus）、四枝孢属（Tetracladium）和痂囊腔菌属（Thelebolus），其中假裸囊菌sp.1与痂囊腔菌属为最常检出菌种。弗洛伦西亚湖展现出比卡捷琳娜湖更高的物种丰富度与多样性，12个分类单元为弗洛伦西亚湖独有，4个为卡捷琳娜湖独有，4个为两湖共有。

所有真菌分离株均进行了11种工业用酶合成能力筛选，其中菊粉酶（inulinase）最为常见，其次为蛋白酶、转化酶（invertase）、明胶酶（gelatinase）和果胶酶（pectinase）。8株假裸囊菌与痂囊腔菌属菌株可合成生物表面活性剂（biosurfactants），50株菌含有细胞内脂质体（lipid bodies）。一株Penicillium palitans分离株可完全抑制细香葱（Allium schoenoprasum）种子萌发，核磁共振（NMR）分析确认其活性成分为(-)-palitantin。上述结果证实南极湖泊沉积物中蕴藏着多样化的真菌资源，具备合成酶类、生物表面活性剂、脂质及生物活性代谢物的潜力，凸显了在研究气候变化影响下脆弱生态系统时，极端嗜好真菌（extremophilic fungi）作为生物产物来源的重要价值。