Helminthosphaeriaceae（蛇孢菌科）的分类学新类元：来自中国贵州省黄精属（Polygonatum）的Obovatispora属 nov.（倒卵形孢属）及一新种之形态学与系统发育证据

《MycoKeys》：Taxonomic novelties in Helminthosphaeriaceae: morphological and phylogenetic evidence for Obovatispora gen. nov. and a new species from Polygonatum in Guizhou Province, China

　　

摘要：本文建立新属Obovatispora属 nov.以容纳采自中国贵州省黄精属（Polygonatum）枯死枝条上一株新型丝孢菌（hyphomycete）——O. polygonati sp. nov.。基于LSU（核核糖体大亚基）、ITS（内转录间隔区）及tef1-α（翻译延伸因子1-α）串联序列数据的系统发育分析将Obovatispora定位于Helminthosphaeriaceae（蛇孢菌科，Chaetosphaeriales目，Sordariomycetidae亚纲）。该属目前仅发现无性型（asexual morph），其特征为：大梗丝状（macronematous）、不分枝、具隔、圆柱形分生孢子梗（conidiophore）；单或复芽（mono- or polyblastic）、圆柱形产孢细胞（conidiogenous cell），偶于侧面具囊泡状产孢位点（bladder-like conidiogenous loci）；顶侧生（acropleurogenous）、梨形、倒卵形至宽卵圆形分生孢子（conidium）。本研究提供新分类单元详细形态学描述、图示及比较评估。O. polygonati的发现不仅丰富了Helminthosphaeriaceae的分类框架，也增进了对与药用植物黄精属相关联的物种多样性及生物地理关联的理解。

论文解读：Helminthosphaeriaceae（蛇孢菌科）新属Obovatispora（倒卵形孢属）及新种Obovatispora polygonati的研究

一、研究背景与目的

Chaetosphaeriales目（Sordariomycetidae亚纲）目前含六个科，其中Helminthosphaeriaceae（蛇孢菌科）以Helminthosphaeria为模式属，2024年Outline收录六属（Echinosphaeria、Helminthosphaeria、Hilberina、Kramasamuha、Ruzenia、Selenosporella），部分研究认为Endophragmiella与Synaptospora也应归入本科，使该科公认含八属。然而Helminthosphaeria本身是否为单系群尚存争议，且本科真菌在药用植物尤其是黄精属（Polygonatum）枯死组织上的多样性调查不足。贵州省喀斯特地貌生物多样性高，前期研究多关注淡水真菌与内生真菌，对药用植物相关腐生真菌（saprobe）关注较少。为此，研究人员在贵州开展药用植物伴生真菌调查时，从黄精属枯枝分离到一未知丝孢菌（hyphomycete），经多基因系统发育与形态学综合研究，确立其为Helminthosphaeriaceae内一新属与新种，即Obovatispora gen. nov.及Obovatispora polygonati sp. nov.，旨在完善本科分类框架并揭示药用植物—腐生真菌生态关联。本文发表于《MycoKeys》。

二、主要关键技术方法概述

研究人员于2025年3月23日采集中国贵州省铜仁市印江土家族苗自治县黄精属（Polygonatum）死枝标本，进行立体与光学显微形态观测并拍照测量；标本保藏于贵州省农科院标本馆（GZAAS），活体培养保藏于贵州菌种保藏中心（GZCC）。提取基因组DNA后，分别用引物对LR0R/LR5扩增大亚基核糖体DNA（LSU）、ITS5/ITS4扩增ITS区、EF1-983F/EF1-2218R扩增tef1-α（翻译延伸因子1-α基因），经Sanger测序后拼接。从NCBI下载近缘分类单元同源序列，用MAFFT v.7比对，trimAl修剪后由SequenceMatrix串联成LSU+ITS+tef1-α联合矩阵（共2397字符位）；以Gelasinospora tetrasperma与Sordaria fimicola为外群，分别用RAxML-HPC v.8（GTRGAMMA模型，1000次快速自举）做最大似然（ML）分析及MrBayes做贝叶斯推断（BI），确定该菌株系统发育位置，并结合形态特征界定分类单元。

三、研究结果

（1）Phylogenetic analysis results（系统发育分析结果）

研究人员基于66个分类单元、LSU–ITS–tef1-α串联矩阵（总长2397 bp，含LSU 1–883、ITS 884–1458、tef1-α 1459–2397）进行ML与BI分析，两棵树拓扑结构基本一致。结果显示，所获两株菌株（GZCC 25-27589、GZCC 25-27588）在Helminthosphaeriaceae内形成一分化的独立分支，与Kramasamuha sibika（CBS 146133、COAD:2632）及Kramasamuha sp.（XG276a）构成姐妹群关系（自举支持不稳定）。据此判定收集物代表Helminthosphaeriaceae中一个与其他已知属遗传距离明显的新演化支，支持建立新属。

（2）Taxonomy（分类学处理）

① Obovatispora X.F. Chen, X.Y. Zhang & T. Zhou gen. nov.

属名源自其倒卵形至宽卵圆形（obovoid–broadly ovoid）分生孢子特征。无性型：菌落表生、扩散、毛绒状、棕至黑色、散生；菌丝部分表生部分埋生，分枝具隔、壁光滑、无色至淡棕色；分生孢子梗（conidiophore）大梗丝状（macronematous）、单丝状（mononematous）、单生直立、不分枝具隔、直或弯曲、圆柱形、隔膜处微缢缩、棕色向顶端渐变为亚透明至淡棕；产孢细胞（conidiogenous cell）单或复芽、合生、顶生或间生、亚顶端偶具囊泡状产孢位点（bladder-like conidiogenous loci）、圆柱形、亚透明至棕色；分生孢子（conidium）顶侧生（acropleurogenous）、梨形、倒卵形至宽卵圆形、1分隔（1-septate）、具油滴（guttulate）、亚透明至棕色、分隔处微缢缩、基部具产孢细胞残留及小突起、壁光滑。有性型未观察到。模式种为Obovatispora polygonati。

② Obovatispora polygonati X.F. Chen, X.Y. Zhang & T. Zhou sp. nov.

种加词指宿主黄精属（Polygonatum）。无性型同属征，具量化尺寸：分生孢子梗105–230 × 5–7.3 μm（x?=160.7 × 6 μm，n=25）；产孢细胞7.2–13 × 2.7–4.2 μm（x?=9.5 × 3.4 μm，n=30），亚顶端囊泡状产孢位点5–5.2 × 2.1–2.4 μm；分生孢子15.4–20.4 × 9.2–12.2 μm（x?=17.7 × 10 μm，n=30）。菌落PDA上25℃培养34天直径达31 mm，表面不规则扁平、边缘波状，正反两面淡棕至黑色；分生孢子约13小时萌发产生芽管。主模式（holotype）：GZAAS 25-0779（宿主黄精属死枝，贵州印江，2025-Ⅲ-23，Xiao-Fang Chen等采集），对应活菌GZCC 25-27588；副模（paratype）：GZAAS 25-0780，活菌GZCC 25-27589。LSU序列比对显示与Kramasamuha sibika（CBS 146133）差异58/827 bp（7%，含3个缺隙），与Kramasamuha sp.（XG276a）差异56/871 bp（6.4%，含3个缺隙）；形态上Obovatispora产孢细胞多为单生圆柱形偶带囊泡状产孢位点，而K. sibika产孢细胞常2–4枚簇生、瓶形至近圆柱形，故可明确区分。结合多基因系统发育与独特形态，确立O. polygonati为新种。

四、讨论与结论

研究人员指出，Obovatispora在分生孢子梗、产孢细胞及孢子形态上与Endophragmiella及Helminthosphaeria有一定相似，但其独特的倒卵形至宽卵圆形1-隔分生孢子（后者多为柱形—椭圆形或形态多变）加之分子系统发育在Helminthosphaeriaceae内形成独立分支，支持将其视为独立属。此外，目前Helminthosphaeria本身为非单系，不同种分散于数个支系（如H. carpathica + Synaptospora plumbea + Ruzenia spermoides一支，H. stuppea + Echinosphaeria canescens一支，Endophragmiella dimorphospora + H. hispidissima + H. tomaculum一支），表明该属分类尚不稳定，需扩大取样与多标记再评估。本研究同时强调，以往药用植物真菌研究偏重内生菌，对其腐生真菌关注不足，这类真菌在养分循环与植物—真菌互作中有重要生态功能，值得深入调查。

结论翻译（研究结论部分归纳）：

研究人员基于形态学与LSU–ITS–tef1-α多基因系统发育分析，自中国贵州黄精属（Polygonatum）枯死枝条确立Helminthosphaeriaceae（蛇孢菌科，Chaetosphaeriales目）一新属Obovatispora gen. nov.，及模式种Obovatispora polygonati sp. nov.；该分类单元以不分枝大梗丝状分生孢子梗、偶带囊泡状产孢位点的圆柱形产孢细胞，以及顶侧生、梨形—倒卵形至宽卵圆形、1-隔的分生孢子为鉴别特征；其系统发育位置在Helminthosphaeriaceae内构成独立于Kramasamuha等已知属的分支。此发现丰富了Helminthosphaeriaceae分类体系，并为理解喀斯特地区药用植物关联腐生真菌的多样性与生物地理格局提供了新证据。