地热温泉中真菌群落结构与氰化物相关代谢潜力的元分析

《Microbial Ecology》：Meta-Analysis of Fungal Community Structure and Cyanide-Related Metabolic Potential in Geothermal Hot Springs

　　

摘要

温泉是一种极端环境，其特征是温度高、pH值变化大，并含有氰化物等有毒化合物，这些因素对微生物群落构成选择压力。尽管在这些系统中已经对原核生物进行了广泛研究，但真菌的多样性及其功能作用仍然知之甚少。本研究利用43个公开可用的宏基因组学数据和ITS metabarcoding数据集，对大陆温泉中的真菌群落进行了元分析。分类学和生态学分析表明，真菌群落主要由子囊菌门（64.2%）主导，其次是担子菌门（17.7%）和其他少量门类，且不同地点之间存在显著差异。生态学分析显示，Shannon多样性指数介于较低到中等水平（1.74–3.22）。此外，Hill指数（q1, q2）表明这些群落的特征是少数几种丰富物种（如Acidomyces acidothermus、Emericellopsis glabra或Epicoccum thailandicum）占主导，同时也有大量稀有物种。基于距离的冗余性分析显示，环境变量（温度、pH值和溶解氧）解释了不同地点间群落组成的47%的变异，其中pH值和温度是统计学上显著的因素。对代表性物种的功能基因组分析显示，它们具有广泛的氰化物降解遗传潜力，主要通过rhodanese介导的硫转移酶活性以及氧化（通过氰化酶）和水解（通过氰化物水解酶）途径来实现。然而，某些物种（如酵母和腐生菌如Mucor lusitanicus）缺乏参与氰化物降解的水解或氧化途径的关键基因，这暗示了它们的生态特化或替代的氮代谢策略。这些发现突显了真菌在水热系统中的生态重要性和代谢潜力。