《New Phytologist》：Differences in mycelial turnover and persistence of wood-decay fungi at the microscale
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本研究通过微流控芯片技术首次系统比较了6种白腐担子菌在微观尺度下的菌丝周转（turnover）与持久性差异，揭示了真菌基于生态位（如果实体持久性、基质类型）形成"节俭型"（高周转、活性菌丝存留）与"浪费型"（低周转、骨架化菌丝残留）营养策略，为理解真菌介导的碳循环（C sequestration）和土壤有机质形成提供了新视角。
引言：真菌菌丝持久性的生态意义
真菌在陆地生态系统中通过菌丝网络的动态重组应对环境变化，但其菌丝在微观尺度下的存续时间与周转机制尚不明确。本研究选取6种木材分解担子菌，利用微流控芯片（microfluidic chip）可视化追踪菌丝扩展、退化与形态变化，旨在解析菌丝持久性与真菌生态策略的关联。
材料与方法：微观尺度下的菌丝动态量化
实验选用7株白腐菌株（涵盖多孔菌目、伞菌目等），在含葡萄糖（易利用碳源）或羧甲基纤维素（CMC，纤维素类似物）的培养基中培养。通过定制"钻石1型"微流控芯片（通道高度12μm）持续观测菌丝覆盖度、延伸速率及退化过程（图1）。菌丝状态分为四类：细胞质菌丝（cytoplasmic）、液泡化菌丝（vacuolated）、骨架化菌丝（skeletonized）和退化菌丝（degenerated）。通过图像分析计算菌丝周转率（TR = (1-P)/(TE-TM)×100%，其中P为存留菌丝覆盖率），并依据终点菌丝形态界定四种持久性表型（图2,5）。
结果：菌丝周转与持久性的种间分异
- 1.
周转率聚类揭示生态策略分化
菌丝周转率在物种（P=2.45×10-12）和碳源（P=0.00852）间存在显著差异。物种聚类为两组：以Fomes fomentarius、Trametes gibbosa为代表的长寿命物种（果实体持久）呈现高周转率（图4a），而以Schizophyllum commune、Peniophora laeta为主的短寿命物种（果实体短暂）周转率较低。此外，CMC培养下的真菌整体周转率高于葡萄糖（图4b）。
- 2.
持久性表型关联碳源与物种生态
多类别逻辑回归显示持久性表型受碳源（P=1.41×10-6）和物种（P=1.70×10-7）显著影响。长寿命物种（如F. fomentarius）倾向存留细胞质菌丝，并表现再生长与融合能力（视频1）；短寿命物种则多以骨架化菌丝存留（图5j）。系统发育分析表明此分异与生态位（如果实体持久性、基质大小）而非分类学秩元完全一致，如多孔菌科的Byssomerulius corium因栖息细小枝条而呈现"浪费型"策略。
讨论：菌丝周转策略的生态内涵
- 1.
生态位驱动营养经济策略
长寿命物种（如栖息树干者）面对木质低氮（C:N比86:1–700:1）环境，演化出高周转的"节俭策略"，通过回收养分维持菌丝活性；短寿命物种（如栖息富氮枝条者）则采用"浪费策略"，遗留大量菌丝残骸。此分异印证了真菌在资源限制下的生活史权衡（图4,5）。
- 2.
碳循环与土壤碳汇启示
短寿命物种的骨架化菌丝可能增加土壤有机碳（SOC）库，但其降解性需结合黑色素（melanin）等化合物评估；长寿命物种的活性菌丝网络则可能通过竞争排斥影响微生物群落演替。未来需结合褐腐菌、共生菌等拓展研究，并引入微生物互作（如真菌-原生动物）以贴近自然场景（图5）。
结论与展望
微流控芯片技术为菌丝持久性研究提供了微观动态视角，揭示真菌生态策略如何影响碳循环路径。后续工作需开发自动化算法量化菌丝周转，并整合多营养级互作，以深化对真菌介导生态系统功能的预测。
