隐藏的“高速公路”:与舌蛭(Glossiphoniid leeches)相关的真菌
《International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife》:Hidden highways: fungi associated with glossiphoniid leeches
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时间:2025年11月18日
来源:International Journal for Parasitology: Parasites and Wildlife 2.0
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真菌共生与蜱类传播机制研究,盲鳗科蜱类体内外分离出19种真菌,包括植物病原体(如Cadophora luteo-olivacea)和人类机会致病菌(如Mucor circinelloides)。发现蜱类可能通过接触或媒介作用传播水生真菌,涉及Aspergillus fumigatus等广谱菌属。
这项研究探讨了五种属于 Glossiphoniidae 家族的环节动物——水蛭体内和体表所携带的真菌群落。水蛭是淡水生态系统中的重要组成部分,它们在维持生态平衡和生物多样性方面发挥着关键作用。然而,水蛭与真菌之间的相互作用却鲜有系统研究,尤其是在真菌的种类、分布及其潜在生态影响方面。通过采集来自波兰 Poznań 大学 Morasko 校区两个不同水域环境中的水蛭样本,研究人员对这些生物体内外的真菌种类进行了分析,并与周围水体中的真菌进行了比较,揭示了水蛭在淡水生态系统中作为真菌传播媒介的可能作用。
水蛭在生态系统中的角色不仅限于作为捕食者或寄生者,它们还可能成为真菌的载体。真菌在自然界中广泛存在,其生态功能多样,包括分解有机物质、参与物质循环、促进营养物质的转化等。某些真菌种类对植物具有致病性,如 Cadophora luteo-olivacea、Comoclathris typhicola 和 Plectosphaerella plurivora,它们可能影响水生植物的生长和分布。此外,还有一些真菌被认为对人类具有潜在的致病风险,例如 Meyerozyma guilliermondii、Mucor circinelloides 以及 Arthroderma 属的某些种类。这些发现表明,水蛭不仅是淡水生态系统的组成部分,还可能成为多种真菌的宿主和传播媒介。
研究过程中,研究人员从水蛭的体表和内部组织中分离出19种不同的真菌。其中,体表真菌种类较多,共发现15种,而内部组织中仅发现6种。这种差异可能与水蛭的生理结构和行为模式有关。水蛭的体表可能更容易接触到外界环境中的真菌孢子或菌丝,而内部组织则可能受到更严格的生理调控,从而限制了真菌的种类和数量。值得注意的是,Papiliotrema aurea 这种真菌在 Glossiphonia complanata 水蛭体内被检测到,表明某些真菌可能通过摄入或环境接触进入水蛭体内。此外,研究还发现,一些真菌种类同时存在于水体和水蛭体表,这进一步支持了水蛭作为真菌传播媒介的可能性。
水蛭的采集工作在两个不同的时间点进行,分别是2024年7月和2025年5月至6月。样本采集地点包括“Ró?any Potok”溪流和一个蓄水池。水蛭主要从水中的树枝、石头和水生植物上采集,每只水蛭被单独放置在装有采集地水的15毫升 Falcon 管中。同时,研究人员还从这些水域中采集了水样,用于对照分析。最终共采集到23只水蛭,涵盖了多个不同的物种,包括 Alboglossiphonia hyalina、Glossiphonia complanata、Helobdella stagnalis、Hemiclepsis marginata 和 Theromyzon tessulatum。其中,Glossiphonia complanata 被发现携带了最多的真菌种类,共计11种,包括5种内部真菌和6种体表真菌。
为了分离水蛭体表的真菌,研究人员采用了一种经过改良的方法,通过将水蛭置于无菌的 Eppendorf 管中,加入灭菌的蒸馏水并短暂震荡,随后将样本稀释并接种到含有氯霉素的 PDA 培养基上。这种方法有效地抑制了细菌的生长,使得真菌能够被准确识别。对于内部真菌的分离,水蛭被置于70%乙醇中进行麻醉,并在无菌条件下进行表面消毒。随后,水蛭被切开并将其组织碎片接种到相同培养基上。为了验证表面消毒的效果,研究人员还对最终的乙醇冲洗液进行了真菌培养。
通过分子生物学技术,研究人员对分离出的真菌进行了鉴定。从每个培养的菌落中提取DNA,并使用 ITS1F 和 ITS4 引物进行PCR扩增,以获得真菌的ITS区域序列。PCR产物经过纯化后,直接进行测序,并将获得的序列与欧洲分子生物学实验室(EMBL)和美国国家生物技术信息中心(NCBI)的数据库进行比对。如果序列与数据库中的参考序列相似度达到98%以上,则认为该真菌已被正确鉴定。对于部分无法通过分子方法明确识别的菌株,研究人员还采用了形态学鉴定,通过观察菌落特征、菌丝结构以及孢子形态等,进一步确认其种类。
研究结果显示,水蛭体内和体表的真菌种类存在显著差异。体表真菌种类更为丰富,而体内真菌种类较少,这可能反映了水蛭体内环境的相对封闭性和对微生物的筛选作用。某些真菌,如 Aspergillus fumigatus 和 Comoclathris typhicola,不仅存在于水蛭体内,还被检测到在水体中存在,表明这些真菌可能通过水体传播,并在水蛭体内定植。此外,研究还发现,某些真菌可能与水蛭的宿主环境密切相关,例如,水蛭的体表真菌种类与周围水生植物的真菌种类存在重叠,这提示水蛭可能在真菌的扩散过程中起到桥梁作用。
值得注意的是,一些真菌种类可能通过水蛭的活动在不同的环境中扩散。例如,Theromyzon tessulatum 水蛭具有广泛的地理分布,并且能够通过鸟类迁徙进行传播,这可能间接促进了真菌在不同水域间的扩散。同时,水蛭可能在捕食过程中将真菌孢子摄入体内,或者在接触其他生物时将真菌传播至新的环境。这种传播方式可能对水生生态系统的微生物组成产生深远影响,尤其是在真菌种类的多样性和分布模式方面。
除了对真菌种类的识别,研究还关注了这些真菌的生态功能及其潜在影响。一些真菌被鉴定为植物病原体,它们可能对水生植物的健康构成威胁,进而影响整个生态系统的结构和功能。例如,Cadophora luteo-olivacea 已知会导致苹果的侧腐病,而 Comoclathris typhicola 则与芦苇等水生植物相关。这些真菌的存在可能表明水蛭在真菌传播过程中扮演了重要角色,尤其是在它们作为宿主和载体的情况下。
此外,研究还发现了一些与人类健康相关的真菌种类。例如,Mucor circinelloides 是一种引起粘膜霉病的病原体,而 Meyerozyma guilliermondii 则是一种机会性真菌,可能在免疫系统受损的个体中引发严重的感染。这些发现提示,水蛭不仅可能对水生生态系统产生影响,还可能在人类健康方面带来潜在风险。特别是,某些水蛭种类与鸟类或鱼类宿主有关,这使得它们有可能成为人类接触真菌的间接途径。
尽管水蛭可能在真菌传播中起到一定作用,但目前尚无确凿证据表明它们主动传播这些真菌。因此,水蛭作为真菌传播媒介的角色仍需进一步研究。未来的工作可以包括更系统的采样,覆盖更多的水蛭种类和不同的生态环境,以全面了解真菌在水蛭体内的分布情况。同时,结合宏基因组学分析,可以更深入地比较水蛭与周围环境以及潜在宿主之间的真菌群落差异,从而揭示真菌传播的机制和范围。
本研究的发现对于理解水生生态系统中微生物的动态变化具有重要意义。水蛭作为宿主和载体,可能在真菌的扩散过程中发挥关键作用,尤其是在其体表和内部组织中携带的真菌种类。这些真菌可能通过水蛭的活动在不同的水域间传播,影响水生植物的生长、水生动物的健康以及人类接触自然水域时的潜在风险。因此,进一步研究水蛭与真菌之间的相互作用,不仅有助于揭示水生生态系统的复杂性,还可能为环境管理和公共卫生提供新的视角。
研究还指出,水蛭的真菌群落可能受到环境因素的影响,例如富营养化或人为污染。这些因素可能改变水蛭体内和体表的真菌组成,进而影响其生态功能。在极端环境下,如南极,海洋动物与真菌之间也存在丰富的相互作用,这表明动物与真菌之间的共生关系可能比预期更为普遍。水蛭作为淡水生态系统中的重要成员,其与真菌的相互作用可能具有广泛的生态和进化意义。
总的来说,这项研究揭示了水蛭体内和体表的真菌多样性,并探讨了这些真菌可能在生态系统中的作用。虽然一些真菌具有致病潜力,但目前尚无直接证据表明水蛭在传播这些病原体方面发挥了主动作用。然而,水蛭作为潜在的真菌载体,其在生态系统中的角色值得进一步关注。未来的研究应更加深入地探索水蛭与真菌之间的相互作用,包括它们在传播过程中的具体机制、生态影响以及对人类健康的潜在风险。通过综合运用分子生物学、形态学分析和生态学研究方法,可以更全面地理解水蛭在真菌扩散中的作用,从而为生态保护和公共卫生提供科学依据。
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