亚马逊可可农林系统中Inga sp.与Quararibea sp.根际伴生的本土镉耐受木霉

《Journal of Fungi》：Native Cadmium-Tolerant Trichoderma Associated with the Rhizosphere of Inga sp. and Quararibea sp. in Amazonian Cocoa Agroecosystems of Peru

　　

镉（Cd）污染亚马逊可可土壤威胁Theobroma cacao生产，遮荫树根际可能蕴藏可用于生物修复的Cd耐受真菌。与Quararibea sp.关联的木霉（Trichoderma）此前未见报道。研究人员从秘鲁Bagua地区Inga sp.与Quararibea sp.根际分离本土木霉，并通过生长抑制百分比（GIP）及基于Akaike信息准则（AIC）筛选剂量-响应模型得到的IC50评估其Cd耐受性（25–200 ppm）。16株木霉样分离物中，5株符合严格多基因座质量准则：JSRA09（Quararibea sp.）及JSRA16、JSRA22、JSRA28、JSRA30（Inga sp.）。独立最大似然树（ITS、tef1、rpb2）将JSRA09归入T. spirale/T. subuliforme支系，JSRA16归入T. harzianum复合群（近缘T. lentiforme），JSRA22与JSRA28归入T. koningii/T. koningiopsis复合群内一支，JSRA30为T. afroharzianum。据研究所知，JSRA09为Quararibea sp.上木霉的首例报道。200 ppm下无菌株抑制率超35%：JSRA09与JSRA16高度耐受（GIP<10%），JSRA28与JSRA30中度耐受，JSRA22耐受。AIC筛选显示JSRA09与JSRA16为线性响应，JSRA22、JSRA28、JSRA30为四参数对数逻辑斯蒂（LL.4）响应。这些本土菌株可作为Cd生物修复微生物 consortium 进一步筛选的候选。

研究背景方面，秘鲁亚马逊Bagua省可可（Theobroma cacao）农林系统土壤镉（Cadmium，Cd）浓度达1.02–3.54 mg kg^?1，超过秘鲁农业土壤环境质量标准（1.4 mg kg^?1），导致可可豆Cd超标并威胁“Cacao Amazonas Perú”原产地标识与食品安全。遮荫树Inga sp.（豆科）与Quararibea sp.（锦葵科）根际构成异质性微环境，其中Quararibea sp.根际真菌群落此前未受关注，而木霉（Trichoderma）属因具螯合物质分泌、重金属（Heavy Metal）固定与促生潜力被视为修复候选，但已有研究多基于非亚马逊土壤或非本土菌株。本研究由研究人员在《Journal of Fungi》报道，旨在填补Quararibea sp.根际木霉认知空白，并评估本土分离株Cd耐受性。

主要关键技术方法方面，研究人员于Bagua省Imaza与Copallín两区可可农林样地采集36份根际土（Inga sp. 31份、Quararibea sp. 3份、其他遮荫树2份），经选择性PDA（含利福平、链霉素、氯霉素）稀释平板法获16株木霉样分离物；采用多基因座（ITS、tef1、rpb2）Sanger测序与独立最大似然（Maximum Likelihood，ML）系统发育树进行物种界定，仅保留双向高质量且多标记归属一致的5株；Cd耐受以PDA补充CdCl₂（25–200 ppm）平板中央穿刺培养24天测径向生长，计算生长抑制百分比（GIP）、耐受指数（TI）与IC₅₀，剂量-响应模型经AIC筛选（线性、LL.4、LL.3、W1.4、W2.4），并以Spearman精确置换检验佐证单调性。

研究结果部分，3.1节分离与寄主分布表明，5株合格株中4株来自Inga sp.（JSRA16、JSRA22、JSRA28、JSRA30）、1株来自Quararibea sp.（JSRA09），后者为首例Quararibea sp.根际木霉报道，且3份Quararibea样本均长出木霉样菌落，暗示稳定关联。3.2节形态学显示各株具木霉属典型快速生长、绿变菌落及瓶梗、分生孢子与间生厚垣孢子特征。3.3节多基因座系统发育中，tef1与rpb2树一致将JSRA09置于T. spirale/T. subuliforme支（BS=100%），JSRA16归T. harzianum复合群近T. lentiforme，JSRA22+JSRA28成单系嵌于T. koningii/T. koningiopsis复合群（tef1 BS=84%、rpb2 BS=97%），JSRA30与T. afroharzianum同支（BS=100%），ITS树仅作属级参照。3.4节径向生长响应显示，200 ppm时JSRA09 GIP仅1.67%、JSRA16为5.86%、JSRA28为13.52%、JSRA30为13.82%、JSRA22最高达33.33%，低剂量偶见负GIP归为毫米级测量波动而非 hormesis。3.5节AIC选模得出JSRA09与JSRA16适用线性（AIC=64.07、65.19），另三株适用LL.4（AIC=71.60、41.83、30.01），相对IC₅₀仅JSRA22（112.0 ppm）、JSRA28（120.0 ppm）、JSRA30（162.3 ppm）落于测试区间，绝对IC₅₀五株均>200 ppm。3.6节Spearman相关系数ρ为?0.975至?1.000（精确置换p≤0.0333），证实Cd剂量与生长单调负相关。3.8节指出同支系JSRA22与JSRA28耐受差异2.5倍，证明耐受具菌株特异性而非系统发育可完全预测。

讨论部分总结，研究人员强调Quararibea sp.根际木霉首报拓展宿主谱；多基因座独立树策略规避ITS低分辨率稀释效应；AIC多模型选法揭示无单一参数族通适五株，扁平响应株强行外推IC₅₀无意义；近缘株功能分化呼应木霉重金属耐受受转运蛋白与螯合能力调控而非仅系统发育；局限含Quararibea采样少（n=3）、合格株仅5/16因测序或归属不一致剔除、毫米取整致零方差、n=3重复统计功效低（事后功效≈0.21）、穿刺接种量非标、测试Cd剂量远高于田间、缺生物吸附与植株互作机制验证、无外源阳性对照。意义在于为亚马逊可可Cd污染根际修复提供本土候选株（JSRA09、JSRA16优先）及严谨体外初筛范式。

结论部分翻译：研究人员从亚马逊可可农林遮荫树根际回收代表4个系统发育支系的5株本土木霉，其中Quararibea sp.来源的JSRA09为该生境首报关联。Cd耐受具菌株特异性，200 ppm下GIP依次为JSRA09 1.67%、JSRA16 5.86%、JSRA28 13.52%、JSRA30 13.82%、JSRA22 33.33%；绝对IC₅₀均超200 ppm，JSRA22因对照变异临耐受-敏感界值。JSRA09与JSRA16列为确认性筛选优先候选，但径向生长耐受本身不足以推断生物修复能力，须补测Cd固定/吸收并在自然污染土与植株关联系统中验证。