系统发育与生态角色共塑蛇口霉科酵母-菌丝形态发生的演化轨迹

本综述系统阐释了蛇口霉科（Ophiostomataceae）真菌酵母-菌丝双态性（dimorphism）的演化规律与生态驱动机制。研究通过跨物种比较分析，揭示双态性是该科祖先的原始特征，其保留与丢失具有显著系统发育信号（phylogenetic signal），且与食菌小蠹共生（ambrosia symbiosis）生活方式存在进化关联。该发现为理解真菌形态可塑性（morphological plasticity）与生态适应性间的协同演化提供了重要理论框架。

　　

Highlight

酵母-菌丝形态发生（yeast-hyphae morphogenesis）在蛇口霉科中普遍存在

Strains and the growth conditions

本研究使用的九株真菌菌株均取自高雄医科大学黄实验室保藏库（表1）。菌株复活采用含2%麦芽提取物的麦芽提取物琼脂培养基（MEA），于25°C培养7天。为测试双态性，使用无菌去离子水从固体培养基上收集孢子，并用酒精灯灼烧后的涂布棒轻刮。孢子悬液经无菌纱布过滤后，采用血球计数板调整浓度至10⁶ spores/mL，用于后续形态学观察实验。

Phylogeny of Ophiostomataceae fungi

本研究通过ITS、β-tubulin（β-tub）和RPBII三个基因区域的系统发育分析验证了菌株身份。拼接数据集包含50个物种的2,566个字符（含空位），成功解析出蛇口霉科的7个属（图1）。基于多基因构建的系统发育树将候选菌株划分为不同进化枝，分别鉴定为Ophiostoma spp.（包括O. novo-ulmi subsp. novo-ulmi、O. floccosum）、Raffaelea spp.（R. sulphurea、R. aguacate）、Harringtonia spp.（H. lauricola、H. macrospora）、Leptographium spp.（L. procerum）、Heinzbutinia spp.（H. grandifolia）以及Esteya spp.（E. vermicola）。系统发育框架为后续形态进化分析奠定了坚实基础。

Yeast-Hyphae morphogenesis is prevalent in Ophioatomataceae

在以DL-脯氨酸为唯一氮源的OMM培养基中，蛇口霉科真菌呈现出显著的物种特异性形态发生倾向。该培养基能有效刺激Ophiostoma spp.孢子以出芽酵母样形态（budding yeast-like morphology）萌发，此方法已被广泛应用于酵母-菌丝双态性研究。值得注意的是，除一株菌外，所有测试菌株在标准培养条件下均表现出≥50%的酵母形态生长率。不同物种对接种量（inoculum size）的响应存在显著差异，揭示了种间在群体感应调控机制上的多样性。

Conclusion

本研究证实酵母-菌丝双态性作为蛇口霉科的关键性状具有深远的进化根源。研究表明该科共同祖先很可能具备双态性特征，但约80%的现存物种已丢失该性状。双态性的保留呈现明显的谱系特异性（lineage-specific），表明虽然系统发育背景发挥作用，但真菌的特殊生活方式——特别是食菌小蠹共生关系——对此产生了实质性进化压力。