《Yeast》:Larvae of the Solitary Bee Epicharis bicolor Are a Rich Source of Yeasts, Including Four Novel Species of the Genera Starmerella, Wickerhamiella and Zygoascus
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摘要翻译:在本研究中,研究人员采集了26只地巢独居蜂Epicharis bicolor的幼虫,并分离出4个属于Starmerella、Wickerhamiella和Zygoascus属的候选新种酵母菌,这些类群是最优势的分类单元。蜜蜂E. bicolor从特化
摘要翻译:在本研究中,研究人员采集了26只地巢独居蜂Epicharis bicolor的幼虫,并分离出4个属于Starmerella、Wickerhamiella和Zygoascus属的候选新种酵母菌,这些类群是最优势的分类单元。蜜蜂E. bicolor从特化的泌油腺体(elaiophores)采集花油,这些腺体主要存在于金虎尾科(Malpighiaceae)花中。基于rRNA基因ITS和D1/D2区域测序以及分类基因组学(taxogenomic)分析,这些新种酵母菌在此被描述为Starmerella fernandosilveirae f.a., sp. nov.(CBS 19575;MycoBank MB864887)、Zygoascus agrestis sp. nov.(CBS 19580;MycoBank MB864888)、Zygoascus riopretensis f.a., sp. nov.(CBS 19579;MycoBank MB864958)和Wickerhamiella solitaria f.a., sp. nov.(CBS 19578;MycoBank MB864959)。研究结果表明,独居蜂可能是新种酵母菌的丰富来源。此外,研究数据不支持已提出的Casaregolazyma和Entelexis属,并将4个Candida种正式重新归属于Starmerella和Zygoascus属。
论文解读:
独居蜂是蜂类多样性的主体,约占全球已知蜂种的75%。部分独居蜂不仅采集花粉和花蜜,还会采集花油,这些花油既用于筑巢也作为幼虫食物。油采集蜂在热带地区多样性最高,其中Centridini族包含Centris和Epicharis等属。Epicharis bicolor是一种地巢独居蜂,其幼虫巢室中储存花粉与花油混合物。已有研究表明,酵母菌是蜂类幼虫食物的重要组成部分,并在多种独居蜂中分离出Starmerella等属的酵母菌,但关于E. bicolor幼虫中的酵母菌多样性此前尚不清楚。本研究旨在通过培养法和分类基因组学手段调查E. bicolor幼虫中的酵母菌组成,描述新种,并基于基因组数据探讨相关属级分类的合理性。
研究人员于2023年11月28日在巴西米纳斯吉拉斯州Rio Preto生态州立公园采集26只E. bicolor幼虫。幼虫经表面消毒后研磨,使用YM和30G培养基通过直接涂布及液体富集两种方式分离酵母菌。分离物先以(GTG)5引物进行PCR指纹分型划分分子类群,然后对代表性菌株测序ITS-5.8S和LSU rRNA基因D1/D2区域进行物种鉴定。对4个候选新种进行全基因组测序(Illumina NovaSeq 6000),利用SPAdes组装,AUGUSTUS预测蛋白编码基因,OrthoFinder识别单拷贝直系同源基因(SCO),以IQ-TREE构建最大似然系统发育树,并计算平均核苷酸一致性(ANI)以评估物种界限。
3.1 物种界定与系统发育:基于D1/D2和ITS序列分析,从幼虫中分离出4个优势新种。Starmerella fernandosilveirae与S. cellae在D1/D2区域差异8个替换,ITS区域差异16个替换和6个插入缺失;系统发育分析支持其为独立种。两个Zygoascus新种与Z. flipseniorum形成亚分支,但两者间有50个核苷酸差异;由于可变同聚重复序列,其ITS序列多次扩增失败。Wickerhamiella solitaria与已知最近种W. kurtzmanii和W. dianesei在D1/D2和ITS联合序列上差异超过100个替换。基因组系统发育(165个SCO)和ANI值(S. fernandosilveirae与S. cellae为75.4%;W. solitaria与已知种约70%;两个Zygoascus新种间为75.6%)进一步支持这些菌株均为新种。
3.2 生态学:在26只幼虫中,S. fernandosilveirae检出17只,Z. agrestis检出9只,W. solitaria检出7只,Z. riopretensis检出4只,其余为Moniliella fonsecae(3只)和W. dianesei(1只)。这是首次从独居蜂幼虫中分离出Wickerhamiella和Zygoascus属的酵母菌。S. fernandosilveirae的高检出频率提示其与E. bicolor存在生态关联,但需要更多地点和培养独立方法的研究来确认。
3.3 Starmerella fernandosilveirae新种描述:该种在YM琼脂上细胞呈卵形或长形,无假菌丝或真菌丝,不产子囊孢子。可发酵葡萄糖,同化L-山梨糖但不同化乙醇和N-乙酰-D-氨基葡萄糖,可与S. cellae区分。模式菌株CBS 19575
T,等模式菌株UFMG-CM-Y7514。
3.4 Zygoascus agrestis新种描述:该种可形成假菌丝和真菌丝,异宗配合,在5%麦芽琼脂上经11天产生半圆形至帽形子囊孢子。葡萄糖发酵能力可变,同化广谱碳源但不利用硝酸盐。模式菌株CBS 19580
T,等模式菌株UFMG-CM-Y7516。
3.5 Zygoascus riopretensis新种描述:该种形态与Z. agrestis相似,但菌落具菌丝边缘,不产子囊孢子或接合迹象,不发酵葡萄糖。与Z. agrestis在生理上几乎一致,但可通过菌落形态和DNA测序区分。模式菌株CBS 19579
T,等模式菌株UFMG-CM-Y7515。
3.6 Wickerhamiella solitaria新种描述:该种细胞卵形至圆柱形,不形成菌丝或假菌丝,不产子囊孢子。可同化海藻糖和麦芽糖,但37°C不生长,据此可与W. dianesei区分。模式菌株CBS 19578
T,等模式菌株UFMG-CM-Y7513。
3.7-3.10 新组合:基于基因组证据,研究者提出将Candida spenceri重新组合为Starmerella spenceri(MycoBank MB864960),将Candida lundiana、Candida patagonica和Candida suthepensis分别重新组合为Zygoascus lundianus(MB864961)、Zygoascus patagonicus(MB864962)和Zygoascus suthepensis(MB864963)。
在讨论部分,研究人员提出不支持Liu等人(2026)基于平均氨基酸一致性(AAI)、保守蛋白百分比(POCP)和直系同源物存在/缺失模式(PAPO)等指标将Zygoascus和Starmerella进一步细分为Casaregolazyma、Daia和Entelexis等属的提议。研究人员认为,这些基因组度量标准作为修订酵母属级分类的客观依据尚缺乏经验支持;Zygoascus和Starmerella作为单系群具有共同的形态、生态和基因组特征,如Starmerella谱系中经水平基因转移获得的细菌ADH1a和ADH6a基因以及酒精发酵途径,这些共同特征为保留一个统一的属名提供了充分理由。研究人员还担忧,仅凭任意指标将凝聚的单系属不断细分会导致命名混乱,并建议采用中间分类等级(如亚属)来替代不必要的新属。
结论部分指出,地巢独居蜂E. bicolor的幼虫是新型酵母菌的丰富来源,其中S. fernandosilveirae、Z. agrestis、Z. riopretensis和W. solitaria为优势种。这些新种的描述得到了全基因组系统发育、ANI值以及条形码序列的支持。本研究不支持通过建立Casaregolazyma和Entelexis属来细分现有单系物种集合,这两个名称应被视为Zygoascus和Starmerella的同物异名。未来需要更多研究来合理应用基于基因组的度量,以实现对酵母菌属的进化与生态学意义上的界定。