河口环境中木材诱饵早期定殖真菌的多样性及时序演替：新种Penicillium alavariense的发现及其生态意义

本研究针对河口环境木质基质真菌定殖机制不清的问题，通过为期6个月的松木/山毛榉木诱饵实验，结合多基因系统发育分析（ITS/tub2/cal/rpb2）和形态学鉴定，揭示了29属真菌的演替规律，发现Lulworthiaceae科为优势定殖者，并描述新种Penicillium alavariense sp. nov.。该研究为理解海洋真菌在木质降解和营养循环中的作用提供了新视角。

　　

在浩瀚的海洋生态系统中，木质基质的降解是一个神秘而关键的过程。尽管全球已描述1898种海洋真菌，但预估仍有超过80%的物种尚未被发现。这些微生物在分解木质纤维素、驱动碳循环方面扮演着不可替代的角色，尤其在河口这类营养物质交汇的特殊环境中。然而，当前对木质基质上真菌群落演替规律的认识仍存在巨大空白——早期定殖阶段（6个月内）的物种组成如何变化？不同木材类型如何影响定殖模式？这些问题直接关系到我们对海洋生态系统物质循环的理解。

为揭开这些谜题，葡萄牙阿威罗大学的研究团队在Ria de Aveiro河口开展了一项创新性实验。他们将松木（Pinus pinaster）和山毛榉木（Fagus sylvatica）诱饵块浸入海水，通过为期6个月的跟踪采样（每2个月收集一次），结合培养组学方法和多基因系统发育分析，系统研究了早期定殖真菌的多样性动态。研究团队运用了微卫星引物PCR（MSP-PCR）进行菌株分型，选取代表性菌株进行ITS、tub2（β-微管蛋白）、cal（钙调蛋白）和rpb2（RNA聚合酶II）基因测序，并通过最大似然法（ML）、最大简约法（MP）和贝叶斯推断（BI）构建系统发育树。形态学特征则在OA培养基上培养7天后，采用微分干涉显微镜（DIC）观测记录。

真菌多样性

研究共获得251株分离菌（松木113株/山毛榉138株），鉴定出29个属20个科的真菌。Aspergillaceae（34.2%）和Lulworthiaceae（31.9%）为优势科，其中Penicillium（33.0%）、Lulworthia（18.0%）和Paralulworthia（14.0%）贯穿所有采样时间点。值得注意的是，木材类型显著影响定殖模式：Paralulworthia偏好松木（占比35株），而Lulworthia倾向山毛榉木（45株）。α多样性分析显示，山毛榉木在浸水2个月时多样性最高（Shannon指数达3.2）。

时序演替规律

浸水2个月时，Penicillium为先锋定殖者（占比19.2%），但到6个月时其丰度降至10.8%，呈现明显的时间递减趋势。相反，Lulworthiaceae成员在后期（4-6个月）丰度增加，暗示其在中间定殖阶段的关键作用。季节性变化可能是影响因素之一，但竞争性排斥也可能加速Penicillium的消退。

新种描述

通过多基因系统发育分析，研究者从山毛榉木中鉴定出一株独特菌株CAA 1063（MUM 24.44）。该菌在含3%海盐的培养基中生长缓慢（MEA上直径仅9mm），具有单轮生分生孢子梗（24.02×1.87 μm）和粗糙球状分生孢子（2.41×2.36 μm）。系统发育树显示其与P. ayrtoniae（支持率96%）形成独立分支，在cal/rpb2/tub2基因上存在12-17个核苷酸差异，因此被命名为Penicillium alavariense sp. nov.（MycoBank 856212）。

讨论与意义

这项研究首次系统揭示了河口环境木质基质早期定殖真菌的演替规律。Lulworthiaceae的持续优势地位（尤其在特定木材上）表明其对海洋环境的特殊适应，而Penicillium作为先锋菌的消退则反映了生态位竞争的动态过程。新种P. alavariense的发现不仅丰富了Penicillium属的多样性，其耐盐特性（能在3%盐度下生长）也暗示了其在木质降解初期的生态功能。

从应用角度看，这些发现为开发木质纤维素降解菌株提供了候选资源。例如，Lulworthiaceae的木质降解酶可能具有工业应用潜力，而Penicillium的次级代谢产物历来是抗生素的重要来源。未来研究可进一步解析这些真菌的酶系统及其与环境因子的互作机制，为蓝色生物经济的发展奠定基础。

该研究也存在若干局限：采样仅覆盖6个月，未能观测完整演替周期；未定量环境参数（如盐度、温度）对群落的影响。作者建议未来开展跨季节长期观测，并结合宏基因组技术揭示非可培养真菌的功能。这些工作将更全面地揭示海洋真菌在碳循环中的网络作用，为应对气候变化下的生态系统管理提供科学依据。