白蚁肠道固着类纤毛虫Termitophrya africana与Doliophrys denislynni新属新种的系统发育、形态学及超微结构研究

本研究通过SSU rRNA基因测序结合光镜、扫描/透射电镜技术，首次解析了白蚁肠道固着类纤毛虫Termitophrya africana及其新属种Doliophrys denislynni的系统发育地位与形态特征，证实二者属于Epistylididae科，揭示了其在Apicotermitinae亚科白蚁中的特异性分布，为理解原生生物与高等白蚁的共生关系提供了关键证据。

　　

在高等白蚁（Termitidae科）的复杂肠道生态系统中，原生生物的多样性长期被忽视。与低等白蚁依赖鞭毛虫降解纤维素不同，高等白蚁的木质纤维素消化主要依赖原核微生物群落，而原生生物的作用尚不明确。其中，固着类纤毛虫（Sessilid peritrichs）在部分Apicotermitinae亚科白蚁肠道中异常丰富，但自1959年Termitophrya africana被描述以来，其分类地位、形态细节及宿主特异性仍存在诸多疑问。

为解决这些问题，来自德国柏林自由大学等机构的研究团队对采自喀麦隆的Jugositermes tuberculatus等白蚁肠道样本展开多学科研究。通过SSU rRNA基因测序结合单细胞分离技术，首次获得Termitophrya africana的分子数据，并发现新属Doliophrys denislynni。形态学分析显示，T. africana具有高度收缩性的细长体型和螺旋状口器（infundibulum），而D. denislynni呈桶状且前端结构明显分界。系统发育分析表明二者均属于Epistylididae科，与自由生活的Orborhabdostyla bromelicola亲缘最近。该研究不仅修订了Termitophrya的分类地位，还揭示了白蚁肠道固着类纤毛虫的多样性，相关成果发表于《European Journal of Protistology》。

关键技术包括：1）白蚁肠道微生物的SSU rRNA基因克隆文库构建与Peritrichia特异性引物扩增；2）显微操作单细胞分离与全基因组扩增；3）光镜（DIC）、扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）三维形态解析；4）基于IQ-TREE的最大似然法系统发育重建。

研究结果分为五个核心发现：

1. 分布特征：PCR检测证实固着类纤毛虫仅存在于喀麦隆的Apicotermitinae（Astalotermes、Jugositermes、Phoxotermes）白蚁中，且定植于后肠P4b区。
2. 系统发育：所有分离株形成单系群，与Epistylididae科的O. bromelicola聚为一支，支持将Termitophrya从Termitophryidae科重新归类。
3. 形态差异：T. africana分为1a（无外共生菌）和1b（携带杆状外共生菌）两种亚型，而D. denislynni具有独特的桶状体型和侧向移位吸盘（scopula）。
4. 超微结构：电镜揭示T. africana口器含9圈螺旋纤毛带，其表皮下肌原纤维（myonemes）介导收缩；D. denislynni则显示"唇状"口器开口结构。
5. 繁殖方式：发现两类纤毛虫通过柄状芽体（stalked buds）繁殖，并首次描述其球形包囊形态。

讨论部分强调，本研究通过整合分子与形态学数据，解决了Termitophrya africana长达60年的分类争议，提出将其归入Epistylididae科。新属Doliophrys的建立反映了白蚁肠道纤毛虫的形态适应性分化。宿主特异性分布模式暗示固着类纤毛虫可能通过土壤环境水平传播，但其在土壤有机质降解中的作用仍需验证。研究者特别指出，Noirot和Noirot-Timothée原始描述中缺乏模式标本的问题，因此将单细胞扩增基因组DNA指定为新模式（neotype），为原生生物分类学树立了新范式。

这项研究不仅填补了高等白蚁微生物组的功能认知空白，其建立的方法学框架（如单细胞测序结合电镜技术）为其他难培养共生微生物研究提供了模板。未来工作需解析这些纤毛虫与宿主的互作机制，及其在热带土壤生态系统物质循环中的潜在贡献。