《Fungal Biology》:Integrative taxonomy and metabolite profiling reveal functional divergence among wild edible
Termitomyces from Indonesia
编辑推荐:
•通过综合分类学方法,明确了三种印度尼西亚的Termitomyces物种。•保守的ITS系统发育分析未能揭示明显的功能差异。•这些物种在营养成分、代谢物组成及生物活性方面存在差异。•LC–MS/MS技术将代谢物多样性与功能特化联系起来。•这些研究结果有助于推进Termitomyc
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通过综合分类学方法,明确了三种印度尼西亚的Termitomyces物种。
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保守的ITS系统发育分析未能揭示明显的功能差异。
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这些物种在营养成分、代谢物组成及生物活性方面存在差异。
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LC–MS/MS技术将代谢物多样性与功能特化联系起来。
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这些研究结果有助于推进Termitomyces的生态学及化学分类研究。
引言
Termitomyces物种(担子菌门:Lyophyllaceae科)与养菌白蚁形成共生关系,在热带生态系统的木质纤维素分解和养分循环中起着关键作用(Nobre和Aanen,2012;Poulsen等人,2014)。通过这种共生关系,Termitomyces有助于高效地将植物生物质转化为养分资源,对碳循环和生态系统功能具有重要意义(Poulsen,2015)。除了其生态学价值外,Termitomyces物种还因可作为食用蘑菇,以及作为具有生物活性的代谢物的来源而受到关注,这类代谢物包括抗氧化剂、抗菌剂和酶抑制剂,可在食品、制药和营养保健行业得到应用(Pavithra等人,2015)。
尽管人们对Termitomyces的营养和药理潜力越来越感兴趣,但大多数研究仅聚焦于单个物种或单一生物活性,而结合分类学、分子系统发育、代谢物多样性及跨物种功能活性的比较研究仍十分匮乏(Pavithra等人,2015)。因此,代谢物多样性在多大程度上导致Termitomyces物种间的功能差异目前尚不清楚。在真菌中,次级代谢物组成的差异日益被视为推动生态适应、物种分化及功能特化的重要因素(Rokas等人,2020)。基于ITS的系统发育分析有助于更准确地界定物种,并揭示Termitomyces内部的隐存多样性和遗传变异(Fr?slev等人,2003;Taprab等人,2002;Ye等人,2019)。
印度尼西亚是全球生物多样性热点地区之一,拥有多种与养菌白蚁共生的Termitomyces物种,但目前将物种身份与代谢物多样性及功能特性相结合的综合研究仍然有限(Hawksworth和Lücking,2017)。了解不同物种间代谢物组成和生物活性的差异,对于阐明Termitomyces的生态和功能多样性,以及识别具有潜在生物技术应用价值的物种至关重要。因此,本研究采用了形态分类学、基于ITS的系统发育分析、代谢物比较分析、营养分析以及多功能生物活性检测等综合方法,对在印度尼西亚采集的三种野生可食用Termitomyces物种(T. intermedius、T. microcarpus和 T. eurrhizus)进行了研究,旨在探究物种间代谢物差异是否与功能分化相关。与以往主要针对单个Termitomyces物种或单一生物特性开展的研究不同,本研究将物种界定与代谢物比较分析及多种功能活性检测相结合,以确定印度尼西亚Termitomyces物种间代谢物差异是否与其功能分化存在关联。通过将物种界定与代谢物多样性及功能活性联系起来,本研究为了解印度尼西亚Termitomyces的功能分化和生物技术应用潜力提供了新见解。
章节摘要
样本采集与形态鉴定
2024年9月至2025年2月期间,从印度尼西亚IPB大学森林(南纬6°33′19″,东经106°43′27″)采集了Termitomyces物种的子实体(图1)。在降雨后进行随机采样,并记录采集坐标以确定其空间分布。新鲜子实体在原地点被记录下来,随后根据标准的真菌学方法和已发表的分类描述,通过宏观和微观形态特征对其进行了鉴定。
Termitomyces的空间分布
表2总结了IPB大学森林内Termitomyces物种的空间分布情况。这三种物种呈现出不同的分布模式:Termitomyces microcarpus和 T. eurrhizus出现频率最高,分布于多个采样点,而 T. intermedius的分布范围则较为有限。子实体始终与白蚁巢穴以及降雨后的湿润土壤相关联。
系统发育分析与分类
基于形态观察和ITS rDNA序列数据
影响Termitomyces空间分布的生态因素
IPB大学森林中Termitomyces子实体的聚集分布现象(图1)表明,其子实体的形成主要受活跃的养菌白蚁群落的分布影响,而非随机孢子传播所致。在相同地理坐标位置反复出现子实体,进一步说明与长期存在的白蚁巢穴相关的地下菌丝网络具有持续性。在热带森林中也观察到了类似的空间分布模式,其中真菌
结论
本研究通过结合形态鉴定、ITS系统发育分析、代谢物分析以及功能活性比较,首次对印度尼西亚IPB大学森林中的野生可食用Termitomyces物种进行了全面分析。研究结果表明,不同物种在代谢物组成和生物活性方面存在差异,体现了印度尼西亚Termitomyces的生化多样性。尽管本研究并未直接建立
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的任何利益冲突或个人关系。
CRediT作者贡献说明
Nadila Sekar Zahida:写作——审稿与编辑,写作——初稿撰写,可视化,验证,软件使用,方法设计,研究实施,正式分析,数据整理,概念构建。Muhammad Eka Prastya:写作——审稿与编辑,验证,监督,资源协调,方法设计,概念构建。Oktan Dwi Nurhayat:写作——审稿与编辑,验证,资源协调,方法设计,研究实施。Ivan Permana Putra:写作——审稿与编辑,验证,监督,资源协调,
未引用参考文献
Ahmed和Aliyu,2019;临床与实验室标准协会,2018;Pei等人,2016。
利益冲突声明
? 作者声明不存在任何可能影响本文研究的已知利益冲突或个人关系。
致谢
本研究得到了印度尼西亚教育奖学金(BPI)、高等教育资助与评估中心(PPAPT)以及印度尼西亚教育捐赠基金(LPDP)的支持,通过“硕士项目奖学金”为Nadila Sekar Zahida提供了资助,资助编号为:01631/BPPT/BPI,资助日期为2023年9月06日。
Nadila Sekar Zahida|Ivan Permana Putra|Muhammad Eka Prastya|Oktan Dwi Nurhayat