: Sulfonecta Jankowski, 1978 (Ciliophora: Armophorea) 隐藏的物种多样性：一个新种的整合证据及模式种的重新评估

《Journal of Eukaryotic Microbiology》：Hidden Species Diversity in Sulfonecta Jankowski, 1978 (Ciliophora: Armophorea): Integrative Evidence for a New Species and Reassessment of the Type Species

　　

在过去的几十年里，对厌氧纤毛虫的研究有所加强，其中 Armophorea 纲的研究最为深入，但 Armophorida 目的成员相对研究不足。此前，Sulfonecta Jankowski, 1978 属是单型的，以 S. uniserialis (Levander, 1894) Jankowski, 1978 为模式种。研究人员对两个韩国淡水嗜酸纤毛虫种群进行了形态学和分子研究，从济州岛鉴定出 S. uniserialis，并从蔚山分离出一个新种 S. multiserialis n. sp.。新种的特征为具有 1 至 3 个大核（macronuclei）以及明显膨大的后区（posterior region），后动基列（posterior kineties, PK）由 7–11 列组成，每列拥有超过 25 个双动基体（dikinetids）。研究人员认为先前由 Schmall (1976) 和 Foissner 等 (1992) 报道为 S. uniserialis 的种群与本新种同义。相比之下，S. uniserialis 的后区较细长，仅具 3 或 4 列 PK。Sulfonecta multiserialis n. sp. 与 S. uniserialis 的区分也得到了清晰的系统发育分歧的支持。它们的 SSU rRNA 基因序列差异为 22–34 个核苷酸，这进一步证实了 Sulfonecta 属内存在两个不同的物种。

**论文解读文章**

**研究背景**
Armophorea 纲是一类专性厌氧纤毛虫，栖息于缺氧的淡水、海洋、土壤以及无脊椎动物和脊椎动物的消化道中，其线粒体已演化为产氢的线粒体相关细胞器（MROs），并与产甲烷原核生物共生以参与宿主能量代谢。Armophorea 长期被识别为“核糖类群”（riboclass），主要依赖 SSU rRNA 基因系统发育，缺乏独特的形态共近裔性状。该纲内的 Clevelandellida 目和 Metopida 目已被稳定地恢复为姐妹群，但 Armophorida 目的系统发育位置仍未解决，有时被置于 Armophorea 内部，有时与 Litostomatea 或 Spirotrichea 相关联。Armophorida 目目前仅含一科 Caenomorphidae，包括三个属：Caenomorpha、Ludio 和 Sulfonecta。其中 Sulfonecta 属自 Levander (1894) 原始描述以来一直被认为是单型属，只有模式种 S. uniserialis。然而，早期描述间存在不一致，尤其是在后区形态和后动基列（PK）数量上。Li 等 (2023) 报道了其种群与先前报道的 S. uniserialis 之间存在 10 个核苷酸差异（99.35% 相似性），并因后区显著膨大而将其视为 S. cf. uniserialis。这引发了对 Sulfonecta 是否真正为单型属的重新评估，因此需要开展整合形态学与分子学的研究以澄清分类问题。本研究旨在通过对两个韩国 Sulfonecta 种群的详细分析，明确 S. uniserialis 的诊断并建立新种 S. multiserialis n. sp.。该论文发表在《Journal of Eukaryotic Microbiology》。

**主要技术方法**
1. **样本采集与培养**：新种 Sulfonecta multiserialis n. sp. 于 2024 年 2 月采集自韩国蔚山市 Beomgol-mot 淡水池塘沉积物；Sulfonecta uniserialis 于 2024 年 7 月采集自韩国济州市 Suwoli-mot 淡水池塘沉积物。样本在室温下以大米粒促进细菌生长后培养 1 周至丰度高峰。
2. **形态学观察**：使用微分干涉差（DIC）显微镜观察活体细胞，并采用蛋白银染法（protargol impregnation）揭示纤毛图式和核器。测量及计数在 1000× 放大倍数下用校准软件（Axiovision 4.8）进行。
3. **DNA 提取与 SSU rRNA 基因扩增**：用玻璃微吸管各分离 5 个细胞，经 REDExtract-N-Amp Tissue PCR Kit 提取基因组 DNA，以真核通用引物 EukA/EukB 扩增 SSU rRNA 基因，产物经 ABI 自动测序仪测序并在 Geneious Prime 中组装。
4. **系统发育分析**：基于含有 2 条新序列和 69 条 GenBank 序列的数据集，采用最大似然法（ML, IQ-TREE2）和贝叶斯推断（BI, MrBayes）构建系统树，以 GTR+F+R6 模型（ML）和 GTR+I+G 模型（BI）进行，支持率评估采用 10,000 次超快自举和马尔可夫链蒙特卡洛模拟。遗传距离通过 Kimura 2-参数（K2P）模型计算。

**研究结果**

**3.1 属的改进诊断**：Sulfonecta 属的改进诊断被提出：身体呈水母形，具一条钟形动基列（bell kinety, BK）、多条后动基列（PK），并恒定具有三个棘状突起：棘 I 和棘 II 起自后区，棘 III 位于钟形前部的后缘。

**3.2 Sulfonecta multiserialis n. sp. 的建立**：该新种的特征包括：活体大小 85–125 × 55–80 μm，体长约宽比约 1.6:1；身体水母形，具宽而未压扁的钟状前部；后区相对宽阔且中部膨大；核器由 1–3 个球形大核结节及单个球形小核（micronucleus）组成；围带条纹（perizonal stripe, PS）由 145–171 列动基列构成；口围带（adoral zone）由 55–73 片口膜（membranelles）组成；后动基列为 7–11 纵列，每列由超过 25 个双动基体组成。通过与 S. uniserialis（后区较细长，仅 3–4 列 PK，每列平均 17 个双动基体）的比较，以及基于 SSU rRNA 基因序列差异（22–34 个核苷酸）和系统发育分析（形成独立高支持分支），确认其为新种。模式产地为韩国蔚山淡水池塘，正模和副模标本保存在韩国湖南国立生物资源研究所（HNIBR）。

**3.3 Sulfonecta uniserialis 的重新描述**：基于济州种群的重新描述给出改进诊断：活体大小 36–105 × 22–70 μm；身体水母形，具钟状前部；后区较细窄，末端有一突出的棘 I（长 20–30 μm）；大核恒定单个、球形；围带条纹由 80–120 列动基列组成；口围带由 32–50 片口膜组成；后动基列为 3–4 列，每列含 9–21 个双动基体。济州种群的形态与 Levander (1894) 原始描述以及 Decamp 和 Warren (1997)、Li 等 (2017)、Sola 等 (1990) 的重新描述一致，且其 SSU rRNA 基因序列与中国种群（KX911870）完全相同。

**3.4 分子系统发育**：基于 SSU rRNA 基因的系统树显示，所有 Sulfonecta 序列形成一个完全支持的单系群，包含两个高支持亚支：一支由本研究的 S. uniserialis、S. uniserialis (KX911870) 和未鉴定 Sulfonecta (AY821936) 组成（S. uniserialis 支）；另一支由 S. multiserialis、S. uniserialis (U97108, 被重新分配) 和 S. cf. uniserialis (OP880429) 组成（S. multiserialis 支）。Caenomorphidae 科的单系性得到完全支持，但内部各属间关系未解决。遗传距离分析显示，S. multiserialis 与 S. uniserialis 之间的 SSU rRNA 基因序列相似性为 98.6%，差异为 22–34 个核苷酸。

**讨论与结论**
**讨论**部分指出，先前被归入 S. uniserialis 的多个种群实际上包含两个不同的物种：一类具宽阔后区（如 Schmall 1976、Foissner 等 1992 以及 Jankowski 1964 的种群）应归入新种 S. multiserialis n. sp.；另一类具细长后区（如 Levander 1894、Decamp 和 Warren 1997、Li 等 2017 以及本研究的济州种群）保持为 S. uniserialis。后区宽度与 PK 数量之间呈现强相关性，此前 Li 等 (2017) 将其视为种内变异，但本研究基于形态和分子证据将其重新解释为种间差异。此外，序列 U97108（原始鉴定为 S. uniserialis）因系统发育聚类和序列相似性被重新分配给 S. multiserialis。

**研究结论**部分（根据原文翻译）：通过对两个韩国 Sulfonecta 种群的形态学和分子学调查，研究人员鉴定出济州的 S. uniserialis 和蔚山的一个新种 S. multiserialis n. sp.。新种的特征为具有 1–3 个大核和 7–11 列后动基列（PK），每列含超过 25 个双动基体，后区明显膨大。而 S. uniserialis 具有更细长的后区，仅 3 或 4 列 PK。两种的 SSU rRNA 基因序列差异为 22–34 个核苷酸，支持它们作为 Sulfonecta 属内的两个独立物种。先前被报道为 S. uniserialis 的种群（Schmall 1976、Foissner 等 1992）以及 Li 等 (2023) 的 S. cf. uniserialis 均被认定与新种同义。序列 U97108 也被重新分配给 S. multiserialis。因此，Sulfonecta 属不再被视为单型属，其隐藏的物种多样性已被揭示。