《Mycobiology》:Morphological and Phylogenetic Characterization of Five Unrecorded Endophytic Fungal Species from Woody Plants in Korea
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研究人员从韩国采集的木本植物中分离内生真菌(endophytic fungi,定殖于健康植物组织内部且不引发明显症状的一类真菌),经培养与显微特征观察,并结合内转录间隔区(ITS)、大亚基核糖体RNA(LSU)、小亚基核糖体RNA(SSU)、β-微管蛋白基因(
研究人员从韩国采集的木本植物中分离内生真菌(endophytic fungi,定殖于健康植物组织内部且不引发明显症状的一类真菌),经培养与显微特征观察,并结合内转录间隔区(ITS)、大亚基核糖体RNA(LSU)、小亚基核糖体RNA(SSU)、β-微管蛋白基因(TUB2)与RNA聚合酶II第二大亚基基因(RPB2)的多位点系统发育分析,鉴定出五个韩国未记录物种:Keithomyces apolzaniae、Muyocopron ficinum、Nagrajchalara neonawawii、Neodidymelliopsis negundinis 与 Purimyces endophyticus。分离株分别获自 Rhododendron mucronulatum、Corylus heterophylla 与 Taxus cuspidata 的根或枝条组织。各菌株形态学特征与已有描述总体一致,并在最大似然(maximum-likelihood)系统发育树中与其对应模式株聚为支持良好的分支。该研究将五种内生真菌新增入朝鲜半岛真菌区系,拓展了木本植物关联真菌多样性的认知边界。
研究背景与立题依据
内生真菌(endophytic fungi,生活史部分阶段定殖于植物内部组织而不表现明显病害症状的真菌)是森林生态系统真菌多样性的重要组分。已有综述显示,韩国自20世纪90年代以来已从约132种植物(含34种木本植物)中记录855个真菌分类单元,但其组成随宿主种类、组织部位与地理区域显著分化。尽管木本植物地上与地下组织均可能承载多样化内生真菌群落,针对不同宿主、不同器官(尤其是根系)以及结合现代多基因系统发育的区系调查仍不充分,大量潜在未记录分类单元有待发掘。在此背景下,研究人员通过对韩国木本植物根、枝组织的内生真菌分离与整合分类学(polyphasic taxonomy)研究,旨在揭示未被记录的真菌分类单元并厘清其系统发育位置。
研究人员开展的工作与结论
研究人员从韩国多地健康木本植物组织中分离内生真菌,依托形态学观察与多位点分子系统发育分析,确认五个物种为韩国真菌区系新记录:Keithomyces apolzaniae、Muyocopron ficinum、Nagrajchalara neonawawii、Neodidymelliopsis negundinis 与 Purimyces endophyticus。研究意义在于:一方面扩充了朝鲜半岛内生真菌物种清单,另一方面证明原本报道于土壤、枯叶或枯枝的真菌类群亦可无症状定殖于活体木本植物内部,提示其生态角色不能由单一基质推断。
主要关键技术方法
研究人员采用如下关键方法:从木本植物(Rhododendron mucronulatum 根、Corylus heterophylla 根、Taxus cuspidata 枝条)采集健康组织,经表面灭菌后于马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)与改良Melin-Norkrans(MMN)培养基分离纯培养;通过麦芽提取物琼脂(MEA)与PDA评价菌落形态,光学显微镜记录产孢结构;提取基因组DNA后,针对 ITS、LSU、SSU、TUB2、RPB2 中选定位点进行PCR扩增与测序,序列经ClustalW比对拼接后,以最大似然法(maximum-likelihood)构建系统发育树,并以1000次自举(bootstrap)检验节点支持率,结合NCBI BLAST相似性比对完成物种界定。
研究结果
3.1 系统发育(Phylogeny)
基于不同组合的基因数据集构建最大似然树:KNUE26B024(ITS+LSU+RPB2)与 Keithomyces apolzaniae 模式株聚为高支持分支,序列一致性达99%以上;KNUE23N188(ITS+LSU+SSU)归入 Muyocopron ficinum;KNUE26B018(ITS+LSU)与 Nagrajchalara neonawawii 模式株聚在一起且ITS完全一致;KNUE20T066(ITS+LSU+TUB2)嵌入 Neodidymelliopsis negundinis 分支;KNUE26B007(ITS+LSU)落入 Purimyces endophyticus clade,虽ITS分歧略高但LSU一致性高且形态吻合。结论:五株菌的系统发育位置与其形态证据相互支撑。
3.2 分类学(Taxonomy)
Keithomyces apolzaniae(KNUE26B024):来自 R. mucronulatum 根;菌落棉絮状、产透明链状分生孢子;因原描述形态细节少,鉴定主要依赖ITS/LSU/RPB2与系统树。
Muyocopron ficinum(KNUE23N188):来自 T. cuspidata 枝;仅见子囊与子囊孢子(双囊壁、透明、具油滴),大小较模式描述略大,未见无性态。
Nagrajchalara neonawawii(KNUE26B018):来自 R. mucronulatum 根;具内生式产孢梗与1隔透明圆柱形分生孢子,PDA上白菌落契合该种而非近缘暗色种。
Neodidymelliopsis negundinis(KNUE20T066):来自 C. heterophylla 根;椭圆透明平滑分生孢子,菌落橄榄绿,与原描述一致但生长较慢。
Purimyces endophyticus(KNUE26B007):来自 R. mucronulatum 根;培养中形成黑色素化隔膜菌丝,长期培养后首报该属分枝产孢细胞与球椭圆透明分生孢子,补充了属内无性态空白。
讨论与结论翻译
讨论指出,五物种分属不同系统发育谱系,且从活体健康木本组织获得,说明先前源于土壤或死材的真菌亦可呈内生状态;其中三种同取自杜鹃花科宿主根部,呼应 N. neonawawii 与 P. endophyticus 可能偏好地下组织的生态线索。P. endophyticus 首现无性繁殖结构,为属级形态学补白。由于表面灭菌效率未以漂洗液培养独立验证,内生属性需审慎解读。总体而言,研究新增五条朝鲜半岛真菌记录,深化了木本植物内生真菌多样性与宿主关联认知。
研究结论(译自原文结论意涵):本研究将 K. apolzaniae、M. ficinum、N. neonawawii、N. negundinis 与 P. endophyticus 确立为韩国首次记录,扩展了内生真菌区系清单,并为木本植物根系与枝条中隐存真菌类群的分布及生态幅提供了分类学与系统发育证据;后续需更广宿主与组织采样以界定其真实分布边界。