黄檗腐生真菌新资源发掘:两新种螺旋孢属与网孢属真菌的系统分类与宿主新记录

《MycoKeys》:?Two new saprobic species of Helicosporium and Dictyosporium and a new host record of Neohelicomyces guizhouensis isolated from Phellodendron amurense (Rutaceae, Tracheophyta) in China

【字体: 时间:2026年01月18日 来源:MycoKeys 3.6

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  本研究针对药用植物黄檗(Phellodendron amurense)腐木真菌多样性认知不足的问题,科研人员开展了黄檗相关腐生真菌的分类与系统发育研究。通过形态学与多基因(LSU、ITS、tef1-α、rpb2)系统发育分析,鉴定出Tubeufiaceae科的Helicosporium phellodendri和Dictyosporiaceae科的Dictyosporium phellodendri两个新种,并报道了Neohelicomyces guizhouensis的新宿主记录。该研究丰富了我们对药用植物相关真菌多样性的认识,为后续活性代谢产物挖掘及真菌资源利用提供了重要菌种材料和理论基础。

  
在浩瀚的微生物世界中,腐生真菌作为自然界的“清道夫”,在物质循环和生态系统平衡中扮演着至关重要的角色。它们能够分解死亡的有机物质,将养分重新释放到环境中。药用植物作为特殊的生态位,其表面和内部组织往往蕴含着丰富且独特的微生物资源,这些微生物可能是新型生物活性物质的重要来源。黄檗(Phellodendron amurense),这种被收录于《中国药典》(2020年版)的重要中药材,富含生物碱、黄酮、三萜等多种活性成分,数千年来被广泛应用于炎症、肺炎、腹泻等疾病的治疗。然而,与黄檗相关的内生真菌和病原真菌已有较多研究,但对其腐生真菌多样性的探索仍相对匮乏。这些生活在死亡植物组织上的腐生真菌,不仅是生态系统分解过程的关键参与者,更可能是发现新物种和新型代谢产物的宝库。
为了填补这一知识空白,研究人员将目光投向了中国贵州省的黄檗分布区。2024年10月,研究团队在安顺市和贵阳市的森林中,从黄檗的枯枝上采集了六份新鲜标本。通过对这些标本进行细致的形态学观察和先进的分子系统发育分析,他们揭开了这些微小生命的神秘面纱。这项发表在真菌学专业期刊《MycoKeys》上的研究,报道了从黄檗腐木中分离到的三种腐生真菌,包括两个首次被发现的新物种和一个新的宿主记录,为真菌多样性宝库增添了新的成员。
研究人员运用了多种关键技术方法来开展这项研究。他们首先通过单孢分离法获得纯培养物,使用立体显微镜和复合显微镜对真菌的形态特征进行观察和拍照记录。为了从分子水平确认这些真菌的分类地位,研究团队提取了真菌的基因组DNA,并扩增了四个常用的系统发育标记基因:大亚基核糖体DNA(LSU)、内转录间隔区(ITS)、翻译延伸因子1-α(tef1-α)和RNA聚合酶II第二大亚基(rpb2)。通过最大似然法和贝叶斯推断法构建系统发育树,结合形态特征比较,最终确定了这些真菌的分类位置。所有标本和活菌种分别保藏于中国科学院昆明植物研究所隐花植物标本馆(HKAS)和贵州省菌种保藏中心(GZCC)。
研究结果
新型Helicosporium phellodendri的发现
研究人员从黄檗腐木上发现了一种新的螺旋孢属真菌,并将其命名为Helicosporium phellodendri。在自然基质上,这种真菌形成表面生、扩散状的菌落,产生大量拥挤的、有光泽的分生孢子,呈黄绿色。其分生孢子梗直立呈圆柱形,简单或有分枝,有隔膜,基部棕色,向顶端颜色变浅。最显著的特征是其螺旋状的分生孢子,紧密缠绕2.5至3圈,不分隔,透明且壁光滑。在PDA培养基上培养36天后,菌落呈圆形,中心深棕色至黑色,外环为棕色。系统发育分析显示,该菌株与Helicosporium multidentatum亲缘关系较近,但在分生孢子大小、缠绕圈数以及在水中的行为等方面存在明显差异,支持其作为一个独立的新物种。
Dictyosporium phellodendri新种的鉴定
另一种从黄檗腐木上发现的新真菌被归类于网孢属(Dictyosporium),命名为Dictyosporium phellodendri。该菌在自然基质上形成斑点状、散生、黑色的孢子堆。其分生孢子呈掌状,扁平,通常由四排细胞紧密排列而成,少数为三或五排,每排有4-10个真隔膜,呈淡棕色或淡黄色。一个突出的形态特征是其具有透明的、管状的、细长的顶端附属丝,这些附属丝从外排细胞产生。在PDA培养基上培养39天后,菌落呈圆形,表面白色,背面中心浅灰色,边缘黄色。系统发育分析表明,该菌株与Dictyosporium muriformis亲缘关系最近,但在分生孢子大小、色素沉着和附属丝的有无等方面存在显著差异,确认为一个新种。
Neohelicomyces guizhouensis的新宿主记录
除了发现两个新物种外,研究还报道了Neohelicomyces guizhouensis在黄檗上的新宿主记录。该物种此前已有报道,但本次是从黄檗上首次分离得到,扩展了我们对这种真菌宿主范围的认识。系统发育分析确认本次分离的菌株(GZCC 25-0007和GZCC 25-0008)与N. guizhouensis的模式菌株(GZCC 23-0725)聚为一支,且具有高度的序列相似性,进一步支持了这一鉴定结果。
研究结论与意义
本研究通过综合运用形态学分类和多基因系统发育分析方法,成功鉴定并描述了从药用植物黄檗腐木中分离的三种腐生真菌。其中,Helicosporium phellodendri和Dictyosporium phellodendri为科学上的新发现,而Neohelicomyces guizhouensis则是首次报道于黄檗这一宿主。
这项研究的科学意义主要体现在三个方面:首先,它扩大了我们对于药用植物相关真菌多样性的认知,特别是丰富了黄檗这一重要中药材的腐生真菌资源库;其次,研究提供了新物种的详细形态描述、图解和分子证据,为真菌分类学提供了可靠的基础数据;最后,这些新发现的真菌资源为未来开发新型生物活性物质、研究真菌与药用植物的生态互作关系奠定了材料基础。
值得注意的是,Tubeufiaceae科的真菌(包括Helicosporium和Neohelicomyces)已知能够产生多种生物活性次级代谢产物,而Dictyosporium物种也是新型天然产物的重要来源。黄檗本身富含多种药理活性成分,从其腐木上分离的这些真菌可能具有产生新型生物活性物质的潜力,值得进一步探究。这项研究不仅增进了我们对真菌多样性的理解,也为未来从药用植物相关微生物中挖掘生物资源开辟了新的途径。
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