中国发现丝孢酵母属(Filobasidium)三个新种:系统发育与表型特征揭示物种多样性

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:MycoKeys 2.8

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  本研究针对丝孢酵母属(Filobasidium)物种多样性认知不足的问题,通过整合系统发育分析(ITS/LSU rRNA基因)与表型特征,在中国广东、贵州、河南等地分离鉴定出F. pseudomali sp. nov.、F. castaneae sp. nov.和F. qingyuanense sp. nov.三个新种。研究丰富了丝孢酵母属的生物多样性资源,为真菌分类学及潜在生物技术应用提供重要基础数据。

  

丝孢酵母属的隐秘世界:中国发现三个新种背后的科学探索
在真菌王国中,丝孢酵母属(Filobasidium)是一类兼具基础研究价值与应用潜力的神秘微生物。自1968年Olive首次描述F. floriforme以来,这个隶属于丝孢酵母目(Filobasidiales)的类群已记录14个物种,但研究者们逐渐意识到,现有认知可能只是冰山一角。中国作为全球生物多样性热点地区,近年来虽陆续报道了F. dingjieense、F. chaidanensis等新种,但采样覆盖面和分子证据的局限性,使得该属的真实物种多样性仍被严重低估。更值得关注的是,丝孢酵母属成员在生物转化(如F. magnum JD1025可将sclareol转化为sclareolide)、食品工业(F. globisporum产β-葡聚糖酶)甚至医学(F. magnum为潜在机会性病原体)等领域展现出的多重价值,持续推动着科学家们深入探索这一资源宝库。

南阳师范学院微生物实验室的研究团队在《MycoKeys》发表的最新研究中,通过系统性采样与多维度分析,揭开了丝孢酵母属三个新种的神秘面纱。研究团队采用改进的弹孢降落法(ballistospore-fall method)从广东清远山、贵州贵阳药用植物园及河南宝天曼自然保护区的25份植物叶片样本中分离酵母菌株,结合形态学观察、生理生化测试及多基因系统发育分析(ITS、LSU D1/D2、RPB1、RPB2),最终鉴定出三个具有分类学显著差异的新物种。

酵母分离与多样性
从三省采集的叶片样本中,研究团队共获得106株酵母菌,其中95株属于担子菌门(Basidiomycota),分属12个属的20个物种。值得注意的是,7株菌株通过初步鉴定被锁定为潜在的丝孢酵母属新分类单元,这些菌株在后续分析中展现出独特的遗传与表型特征。

新种系统发育定位
基于ITS和LSU D1/D2区域的联合数据集分析显示,7个菌株形成三个高度支持的分支:第一支包含NYNU 228108和NYNU 22986,与已知种F. mali存在2个D1/D2核苷酸差异和15个ITS位点差异(约2.5%);第二支由NYNU 2111105、NYNU 23230和NYNU 23245组成,与近缘种存在5-7个D1/D2位点差异;第三支的NYNU 223211和NYNU 23239则展现出更显著的遗传距离(D1/D2区域18个位点差异)。单用ITS数据的系统树同样支持这三个独立分支的划分,证实其新分类地位。

新种分类学描述

  1. F. pseudomali sp. nov.:命名源于其与F. mali的形态相似性。典型特征包括在维生素缺乏培养基中的生长能力、对柠檬酸盐的同化以及无法利用尸胺(cadaverine)。其模式菌株NYNU 228108分离自贵州贵阳的Photinia sp.叶片。
  2. F. castaneae sp. nov.:种加词致敬其宿主板栗(Castanea mollissima)。该种独特之处在于能利用D-核糖和甘油,最大生长温度25°C,模式菌株NYNU 2111105来自河南宝天曼保护区。
  3. F. qingyuanense sp. nov.:以广东清远山为名。与近缘种F. dingjieense的关键区别包括对棉子糖、蜜二糖的利用能力及25°C下的生长特性,模式菌株NYNU 223211分离自Lespedeza formosa叶片。

讨论与意义
这项研究通过整合多基因系统发育与表型数据,解决了丝孢酵母属物种界定中长期存在的分类学争议。研究特别强调,仅依赖D1/D2区域(如F. floriforme与F. magnum的零差异)可能导致物种误判,而ITS、RPB1/RPB2等标记能提供更高分辨力。三个新种的发现不仅将中国已报道的丝孢酵母属物种增至16种(占全球总数的70%以上),其特殊的生理特性(如F. castaneae的低温适应、F. pseudomali的底物代谢谱)更暗示了尚未开发的生态功能与生物技术潜力。

值得关注的是,所有新种均分离自植物叶际(phylloplane),延续了丝孢酵母属与植物宿主的密切关联。研究者推测,这些菌株可能像已报道的F. magnum一样,具有降解植物多糖的酶系,在自然界碳循环中扮演关键角色。未来研究可进一步探索其水解酶特性及在农业废弃物转化中的应用前景。

这项由国家级自然科学基金和河南省杰出青年科学基金支持的工作,不仅丰富了真菌资源库,也为微生物生态学、生物催化等交叉领域提供了新的研究对象。随着更多环境样本的测序数据公开,类似本研究采用的"多证据整合"分类学方法,将成为厘清微生物多样性迷宫的重要指南。

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