针叶树树脂渗出物中隐藏的多样性:Nectriaceae真菌新属种发现及其生态意义

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:MycoKeys 2.8

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  本研究针对针叶树树脂这一特殊生境中Nectriaceae真菌多样性认知不足的问题,通过多基因系统发育分析结合形态学特征,鉴定了7株来自波兰的树脂生真菌菌株。研究发现包括2个新物种(含1新属Pulchrospora)和2个已知物种(Cosmospora viridescens和Cosmosporella pruni),其中Cosmosporella pruni为首次从树脂基质分离。该研究拓展了对Nectriaceae真菌生态位的认知,为理解真菌在抗微生物环境中的适应机制提供了新视角。

  

在自然界中,针叶树树脂渗出物构成了一种独特的微环境。这种主要由单萜、倍半萜和树脂酸组成的粘稠物质,不仅具有抗微生物特性,还能抵抗微生物分解。然而令人惊奇的是,仍有一类被称为"树脂生真菌(resinicolous fungi)"的微生物能够在这种恶劣环境中繁衍生息。这类真菌在真菌界中仍属于研究较少的类群,目前已知约50个物种,分属于子囊菌门(Ascomycota)的不同谱系,其中部分属于肉座菌目(Hypocreales)的丛赤壳科(Nectriaceae)。

丛赤壳科真菌具有丰富的生态多样性,包括植物病原菌、内生菌、腐生菌以及与其他真菌共生的类群。尽管有零星报道显示某些丛赤壳科真菌可能与树脂生境相关,但这一特殊生态位的真菌多样性一直缺乏系统研究。特别是在分子生物学技术快速发展的今天,传统形态学分类与分子系统学相结合的方法,为深入理解这类特殊生境中的真菌提供了新的研究契机。

针对这一研究空白,来自波兰的研究团队在《MycoKeys》发表了重要研究成果。该研究通过对波兰三个国家保护区的树脂样本进行系统采集,结合多基因系统发育分析和详尽的形态学观察,揭示了丛赤壳科真菌在树脂生境中出乎意料的多样性。研究不仅发现了新分类单元,还拓展了已知物种的生态位范围,为理解真菌在极端环境中的适应进化提供了新的案例。

研究人员采用了多种关键技术方法开展研究:从波兰三个国家保护区的针叶树树脂样本中分离真菌菌株;通过ITS、LSU、rpb2、tef1和tub2五个基因片段进行多基因系统发育分析;使用最大似然法(ML)和贝叶斯推断(BI)构建系统发育树;在MEA、OA、PDA和SNA四种培养基上进行详尽的形态学观察和描述。

研究结果部分,"Phylogenetic analyses"显示,基于ITS、LSU、tub2、rpb2和tef1五个基因片段构建的系统发育树将7个研究菌株分为三个属:Cosmospora、Cosmosporella和新建立的Pulchrospora。其中菌株CBS 152411与Cosmospora viridescens的模式标本形成完全支持的支系(MLB=100%,BPP=1),而菌株CBS 152412与Cosmosporella pruni的模式标本聚类(MLB=100%,BPP=1)。其余菌株未与任何已知物种聚类,被鉴定为新分类单元。

"Taxonomy"部分详细描述了两个新分类单元。新种Cosmospora elegans的特征包括:菌丝体由分支、有隔膜的透明至浅黄色菌丝组成;分生孢子梗长达74.7μm;单瓶梗产孢细胞;分生孢子椭圆形、圆柱形或略呈香肠形,大小3.5-14.7×2.3-3.8μm。该种与近缘种Cosmospora viridescens的主要区别在于分生孢子形状和大小。新属Pulchrospora及其模式种P. resinae的特征包括:气生分生孢子梗产生微小型分生孢子(3.8-21.6×2.4-4.5μm);孢梗束分生孢子梗产生大型分生孢子(14.3-44.8×3.1-4.8μm),呈镰刀形,1-5个隔膜。该属与近缘属Cosmosporella和Dialonectria的主要区别在于大型分生孢子的形态特征。

"Discussion"部分深入探讨了研究的意义。在分类学方面,研究确认了Cosmospora sensu stricto(狭义Cosmospora)成员不仅限于真菌寄生生活方式,还能适应树脂生境。生态学方面,研究首次证实Cosmosporella pruni能够生长在针叶树树脂上,拓展了该属的已知生态位。新属Pulchrospora的建立解决了系统发育上一个独立分支的分类地位问题,其与Cosmosporella等属的形态差异支持其作为独立属的分类处理。

这项研究的重要意义体现在多个方面:首先,增加了对树脂这一特殊生境中真菌多样性的认知,证实丛赤壳科真菌在该生境中的多样性远超既往认知;其次,为真菌在抗微生物环境中的适应机制研究提供了新的模式生物;第三,在分类学上建立了一个新属,并描述了新种,丰富了真菌分类系统;最后,研究采用的综合方法(形态学与多基因系统发育分析相结合)为类似研究提供了范例。这些发现不仅具有重要的理论价值,也为开发树脂降解微生物资源提供了潜在的新菌种。

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