栖息于智利安第斯山脉地区采集的*Acarospora schleicheri* (Ach.) A. Massal的地衣内生真菌的分子系统发育与生态多样性

《Scientific Reports》：Molecular phylogeny and ecological diversity of endolichenic fungi inhabiting Acarospora schleicheri (Ach.) A. Massal, isolated from a Chilean Andean zone

　　

安第斯山脉的高海拔生态系统呈现多样化的极端环境条件，但与壳状地衣相关的真菌多样性仍鲜有探索。本研究调查了与地衣*Acarospora schleicheri* (Ach.) A. Massal（采集自智利阿尔蒂普拉诺高原）相关的可培养地衣内生真菌（Endolichenic Fungi, ELF）群落。研究人员采用培养依赖技术，通过宏观和微观形态学特征结合内转录间隔区（Internal Transcribed Spacer, ITS）区域的分子系统发育学，分离并鉴定了真菌菌株。为确保分类学稳健性，针对每个鉴定的属分别进行了系统发育分析。结果显示，该群落以座囊菌纲（Dothideomycetes）和散囊菌纲（Eurotiomycetes）为主，其中*Cladosporium*和*Alternaria*最具代表性。值得注意的是，研究人员报道了地衣体内存在*Monascus* sp.和担子菌酵母*Sporobolomyces reniformis*，这是该宿主作为ELF的新记录。产色素类群的普遍存在表明，*A. schleicheri*中的ELF群落可能具有特定适应性，以抵御高紫外辐射和干燥。这些发现扩展了地衣相关真菌的已知生物地理学，并强调了安第斯地衣圈作为耐胁迫微生物谱系的储存库。

**论文解读：安第斯高海拔壳状地衣*Acarospora schleicheri*中地衣内生真菌的分子系统发育与生态多样性**

**研究背景与问题**
地衣是地衣型真菌（mycobiont）与光合伙伴（photobiont）形成的独特共生体，但其叶状体内部还栖息着非专性微型真菌群落——地衣内生真菌（Endolichenic Fungi, ELF）。这些真菌主要属于子囊菌门（Ascomycota），可能通过合成生物活性次生代谢物增强地衣对生物和非生物胁迫的耐受性。然而，以往对ELF多样性的研究在地理和分类学上存在偏差，多集中于热带和温带地区的叶状或枝状地衣，而对极端环境中壳状地衣的ELF群落知之甚少。安第斯山脉高海拔地区具有强紫外（UV）辐射、严重干燥、低营养和剧烈日温波动等多重极端条件，其中生存的微生物可能拥有独特适应性。智利安第斯地区采集的壳状地衣*Acarospora schleicheri*（Ach.）A. Massal虽已报道其产生抗增殖代谢物epanorin，但叶状体内部的微生物群落尚未被表征。因此，本研究拟首次报道该地衣在智利安第斯地区的ELF群落，通过形态学与分子系统发育学结合的方法分离和鉴定可培养真菌，旨在揭示安第斯生态系统中隐藏的真菌多样性，为地衣相关真菌的生态功能研究奠定基础。该论文发表在《Scientific Reports》。

**主要技术方法**
研究人员采用培养依赖技术，从智利阿尔蒂普拉诺高原Enquelga-Isluga地区（19°14′S, 68°47′W）采集的*A. schleicheri*壳状地衣中分离真菌。通过表面灭菌后，采用叶状体铺板法和冲洗法进行分离，使用多种培养基（水琼脂WA4、麦芽提取物琼脂MEA、麦芽酵母琼脂MYA、马铃薯葡萄糖琼脂PDA）在室温黑暗条件下培养。利用宏观和微观形态学特征（包括菌落颜色、质地、孢子形态等）进行初步鉴定，再通过提取总DNA，扩增内转录间隔区（ITS）区域，对每个鉴定属分别进行最大似然（ML）系统发育分析，参考序列来自GenBank，以超快自举（UFBoot）≥95%作为强支持阈值。最终将新序列提交至GenBank（登录号PV803142-PV803151）。

**研究结果**
- **分子鉴定**：BLASTn分析显示，所有菌株与参考序列相似性>99%。菌株HA与*Apiospora kogelbergensis*（CBS 113333）100%匹配；HC、A-HF1、B-HF1、F-KS与*Cladosporium limoniforme*（CBS 140484）匹配（99.80%-100%）；HE与*Alternaria botrytis*（CBS 197.67）匹配（99.39%）；C-HC与*Gibellulopsis nigrescens*（CBS 120949）匹配（99.57%）；HB与*Aspergillus* section Terrei多个物种匹配（99.79%）；H-I与多个*Monascus*物种匹配（100%）；HD与*Sporobolomyces reniformis*（CGMCC 2.5627）匹配（99.1%）。
- **系统发育分析**：
- **座囊菌纲（Dothideomycetes）系统发育**：*Cladosporium*系统树（UFBoot=100%）将四个菌株与*C. limoniforme*模式菌株聚为一支；*Alternaria*系统树（UFBoot=97%）将菌株HE与*A. botrytis*聚为一支。
- **粪壳菌纲（Sordariomycetes）系统发育**：*Apiospora*系统树（UFBoot=100%）将HA与*A. kogelbergensis*聚为一支；*Gibellulopsis*系统树（UFBoot=95%）将C-HC与*G. nigrescens*聚为一支。
- **散囊菌纲（Eurotiomycetes）系统发育**：*Aspergillus*系统树中，菌株HB聚于Terrei组，但ITS标记分辨率不足（UFBoot=61%，未在树中显示）；*Monascus*系统树（UFBoot=96%）将H-I与*M. purpureus*和*M. pilosus*聚为一支。
- **担子菌门（Basidiomycota）系统发育**：*Sporobolomyces*系统树中，菌株HD与*S. reniformis*相邻但支持率低（UFBoot=81%，未在树中显示），表明关系未完全解析。
- **微观与宏观形态学特征**：各菌株在PDA上表现出典型形态，如*C. limoniforme*橄榄绿色菌落、产黑色素；*S. reniformis*珊瑚红色菌落、产类胡萝卜素；*A. botrytis*深橄榄绿至黑色菌落、产大型砖格分生孢子；*G. nigrescens*产生微菌核；*Monascus* sp.产生红色色素和闭囊壳。这些形态特征支持分子鉴定，并暗示极端环境适应策略。

**总结与讨论**
本研究首次表征了智利安第斯高海拔地区壳状地衣*A. schleicheri*的ELF群落。群落以座囊菌纲和散囊菌纲为主，与全球其他地衣宿主的多样性模式一致。黑色素化类群（如*Alternaria*、*Cladosporium*）和产类胡萝卜素酵母（*S. reniformis*）的高频出现，表明这些ELF在壳状叶状体内提供光保护和抗氧化胁迫功能。此外，*Monascus* sp.和*S. reniformis*的发现扩展了担子菌在地衣共生中的已知多样性，并凸显安第斯地衣圈作为耐胁迫微生物资源库具有生物技术潜力。研究结论指出：该发现揭示了极端生态位中真菌生物地理学新信息，未来需结合宏基因组方法全面解析地衣生态系统中ELF的功能互作。方法局限性在于仅获得可培养部分，且ITS对某些属（如*Aspergillus*、*Monascus*）物种分辨率不足，需补充tef1、rpb2等标记。