韩国海洋环境中七种未记录青霉菌的形态学描述与表型变异性研究

这篇研究通过多基因系统发育分析（ITS、BenA、CaM）结合形态学表征，首次报道了韩国海洋环境中七种青霉菌（Penicillium spp.）：P. aurantioviolaceum、P. fusisporum、P. yezoense、P. nudgee、P. taii、P. sajarovii和P. neoherquei。研究填补了部分物种的形态学描述空白，揭示了盐度与温度对菌株表型的影响，为海洋真菌多样性研究提供了关键数据。

　　

引言

青霉菌（Penicillium）作为子囊菌门（Ascomycota）的核心类群，其形态可塑性和生态多样性长期困扰分类学研究。本研究聚焦11株分离自韩国海洋基质的青霉菌，涵盖海绵、塑料碎片及潮滩沉积物等生境，通过整合分子与形态学数据，揭示了七种未被记录的海洋青霉菌类群。

材料与方法

样本采集与培养：菌株源自2016-2024年采集的海洋塑料、沉积物及海绵（Stelletta sp.），使用含海水补充的PDA培养基（PDA SSW）培养。

分子分析：扩增ITS、β-微管蛋白（BenA）和钙调蛋白（CaM）基因，通过最大似然法（ML）构建系统发育树。

形态表征：在CYA、MEA等培养基上观察菌落形态，结合ImageJ量化生长参数，使用Methuen比色卡标准化颜色描述。

结果

系统发育定位：11株菌株分属五个分类节（section），包括Aspergilloides亚属的P. aurantioviolaceum（海沙分离株）和P. fusisporum（塑料附着株），其BenA序列与陆地模式株相似度>98%，但海洋株在CYA培养基上生长速率显著更快（63-65 mm vs. 50-53 mm）。

形态变异：盐度（3.5% NaCl）诱导菌落纹理从绒状（velutinous）变为粉末状（powdery），如P. neoherquei在含盐培养基上产生独特的橄榄绿（27F8）色素。温度实验显示所有菌株在37°C均不生长，印证了海洋青霉菌的常温适应性。

新记录种特征：

1. P. sajarovii：首次从海洋塑料中分离，其分生孢子梗（conidiophores）呈现罕见的三轮枝（terverticillate）结构，与陆地株相比菌落直径增大近一倍。

2. P. yezoense：缺乏模式株形态记录，本研究首次提供其分生孢子（2.7±0.3×2.4±0.2 μm）的标准化数据。

讨论

生态意义：塑料基质分离株（如P. fusisporum）虽未显示明确降解能力，但其表面定殖行为暗示了微生物膜（biofilm）形成的生态策略。

分类学挑战：P. nudgee因原始描述仅基于PDA培养基，本研究通过多基因分析确认其系统位置，并补充了CREA培养基的酸产生实验数据。

表型可塑性：海洋株与陆地同种菌的形态差异（如P. aurantioviolaceum的菌落沟纹模式）可能反映盐度驱动的适应性进化。

结论

本研究通过标准化方法建立了七种海洋青霉菌的形态学基准，其中四种（如P. taii）的生长参数与陆地株显著不同，为理解真菌海洋适应机制提供了新视角。未来需结合转录组学进一步解析盐度响应通路。