探究新榆树瘤菌与地史密斯菌属之间的代谢相互作用

《Microbial Ecology》：Exploring Metabolic Interaction between Ophiostoma novo-ulmi and Geosmithia spp.

　　

摘要

荷兰榆树病是由入侵性血管病原体Ophiostoma novo-ulmi引发的，它是危害榆树的最严重的疫病之一。在甲虫的巢穴以及携带疾病的榆树皮甲虫身上，O. novo-ulmi会与Geosmithia属的真菌共存，但这种共生关系的功能意义至今仍不甚清楚。本研究通过体外双培养实验和表型微阵列分析，探究O. novo-ulmi与Geosmithia属真菌之间的代谢相互作用，以阐明可能影响疾病发展及媒介生态的生态机制。在dH₂O琼脂上的双培养实验显示，当与Geosmithia分离株共同培养时，O. novo-ulmi亚种的径向生长速度显著加快。表型分析揭示了二者不同的代谢策略：O. novo-ulmi亚种能在12–24小时内利用多种底物，且更偏好多元醇和简单碳水化合物；而则采取逐步殖民策略，90小时内可利用92种底物，且更善于利用富含氮的底物、核苷以及复杂有机酸。共同培养实验表明二者会利用腺苷和富含氮的化合物，但在多元醇和氨基糖方面存在拮抗作用。生态位重叠分析显示二者的资源分配存在不对称性：O. novo-ulmi亚种能利用98%的底物，而反向利用度仅为81%；真菌竞争力分析则显示更具优势。这两种不同的代谢策略以及互补的底物利用模式表明二者存在生态位构建及资源的功能分化。这些研究结果为DED病原体系中二者存在功能关联的假说提供了证据，同时也凸显了微生物群落复杂性在病原体相互作用中的生态学重要性，进而表明了解这些多营养级关系对于制定有效的疾病管理策略至关重要。