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通过对深海沉积物中Schizophyllum commune 20R-7-F01菌株的基因组分析，研究人员探讨了其是否源于2000万年前的深海环境，并揭示了其与现代陆地菌株的密切关系，为理解微生物的环境适应与进化提供了新见解
在深海沉积物中，有一种名为Schizophyllum commune 20R-7-F01的菌株，被认为已在海底沉睡2000万年。然而，最新研究却对其起源提出了质疑。本文将深入解读这项发表于《Scientific Reports》的研究成果，探讨这一菌株是否真的来自深海，以及其背后隐藏的进化秘密。
研究背景
深海环境极端而神秘，长期以来被认为是生命的禁区。然而，随着深海探测技术的发展，科学家们逐渐发现，即使在数千米深的海底，也存在着丰富的微生物群落。2012年，国际大洋钻探计划（IODP）第337次航次在日本下北半岛附近的海域进行了一项开创性的研究，钻探深度达到了2466米，这是迄今为止科学大洋钻探的最深记录。在这次钻探中，研究人员从深海沉积物中分离出了一种名为Schizophyllum commune 20R-7-F01的真菌菌株，并推测其已在深海环境中存活了超过2000万年。
这一发现引发了科学界的广泛关注。如果这一推测成立，那么20R-7-F01菌株将成为研究微生物进化和环境适应机制的绝佳模型。然而，也有研究者对此提出了质疑：在如此极端的深海环境中，真菌如何能够存活如此之久？其基因组是否真的与现代陆地菌株存在显著差异？为了解答这些问题，乌克兰国家科学院进化生态研究所的Sergiy M. Boiko博士带领团队开展了深入研究。
研究方法
研究人员采用了基因组分析技术，特别是简单序列重复（SSR）分析方法，来探究20R-7-F01菌株的起源和进化。SSR是一种高度多态性的遗传标记，广泛用于基因组研究。通过比较20R-7-F01菌株与其他来自不同地区的Schizophyllum commune菌株的基因组，研究人员试图揭示其是否真的源自深海沉积物。
研究结果
基因组分析揭示菌株的“陆地起源”
研究人员对20R-7-F01菌株的基因组进行了全面分析，发现其与东亚地区的现代陆地菌株具有高度相似性。在对1938个共同的SSR位点进行多维尺度分析后，结果显示20R-7-F01菌株并未表现出时空隔离的迹象，而是与东亚菌株紧密相关。此外，通过对不同菌株的SSR位点进行主成分分析和非度量多维尺度分析，研究人员发现20R-7-F01菌株在基因组水平上与现代陆地菌株并无显著差异，甚至在某些复杂位点（如三核苷酸和四核苷酸重复序列）上显示出更高的相似性。
环境因素对菌株存活的影响
研究人员进一步探讨了深海环境对20R-7-F01菌株存活的可能性。深海沉积物的极端条件，如高温（约48°C）、缺水、缺氧以及高压力，使得真菌的生长和繁殖极为困难。此外，Schizophyllum commune的四极交配系统需要自由扩散的担孢子来形成可育的二倍体菌丝，而深海环境显然无法满足这一条件。因此，研究人员推测，20R-7-F01菌株可能并非源自深海沉积物，而是通过某种方式从陆地环境中进入沉积物样本的。
菌株的可能起源
通过对SSR位点的分布分析，研究人员推测20R-7-F01菌株的可能起源地为俄罗斯远东地区（如哈巴罗夫斯克、滨海边疆区）。这一结论基于其与东亚菌株的基因组相似性以及与俄罗斯菌株的高比例共同位点。研究人员还指出，钻探过程中使用的钻井液可能携带了陆地微生物，从而导致沉积物样本受到污染。
研究结论与讨论
这项研究的结论对理解微生物的进化和环境适应机制具有重要意义。首先，20R-7-F01菌株的“陆地起源”表明，深海沉积物中的微生物可能并非完全源自海底环境，而是通过复杂的地质和生物过程从陆地迁移到海底的。其次，这一发现提醒科学家在进行深海微生物研究时，需要更加谨慎地评估样本的来源和真实性，以避免错误的结论。
此外，研究人员强调，Schizophyllum commune 20R-7-F01菌株的基因组分析揭示了其与现代陆地菌株的密切关系，这为研究微生物在极端环境中的生存策略提供了新的视角。未来的研究可以进一步探索深海微生物的生态学和进化机制，以及它们如何在如此恶劣的环境中保持活性。
总之，这项研究不仅为Schizophyllum commune 20R-7-F01菌株的起源之谜提供了新的解释，也为深海微生物学的研究开辟了新的方向。通过深入分析基因组数据和环境因素，研究人员揭示了微生物在地球生态系统中的复杂分布和进化历程。
