《MycoKeys》：Three new yeast species of
Vishniacozyma (
Bulleribasidiaceae,
Tremellales) from different habitats
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本刊推荐：为解决Vishniacozyma属物种多样性认知不足的问题，研究团队针对从俄罗斯不同生境（土壤、昆虫粪便、康普茶、水果）分离的酵母菌株，开展了基于遗传、系统发育、MALDI-TOF MS谱图及表型的综合分析，结果表明这些菌株代表三个新物种：V. pseudofoliicola sp. nov.、V. kombuchae sp. nov. 和 V. fructicola sp. nov.。该研究扩展了对Vishniacozyma属物种多样性的认知，并为该类群在俄罗斯的分布提供了新证据。
在全球生物多样性的宏伟图景中，微生物世界的丰富性远超我们想象。其中，酵母菌作为一类重要的单细胞真菌，广泛分布于自然界，与人类生产生活和生态系统健康息息相关。Vishniacozyma属酵母隶属于担子菌门（Basidiomycota），是近年来越来越受关注的类群。它们分布广泛，常在土壤、植物表面、内部（作为附生或内生菌）以及昆虫等自然基质中被发现，展现出丰富的生态适应性。随着分子生物学技术的发展，该属的物种数量正在快速增长，反映了其背后隐藏的巨大生物多样性。然而，在全球不同地理区域，对Vishniacozyma属物种的调查仍不平衡。例如，在中国已报道多达20个物种，显示出高度的多样性。相比之下，在幅员辽阔的俄罗斯，基于相关菌种保藏中心的信息，仅有6个描述种和2个建议种被记录。这种地理分布的不均暗示着，在俄罗斯这样的生物地理区域，可能还有大量的Vishniacozyma物种等待被发现和描述。揭示这些未知的物种，对于完善该属的分类系统、理解其进化历史以及探索其生态功能具有重要意义。
为了填补这一知识空白，一个来自莫斯科罗蒙诺索夫国立大学的研究团队，将目光投向了俄罗斯不同基质和地区分离的Vishniacozyma菌株。他们的目标是，通过对新分离菌株以及已描述物种进行综合的遗传、系统发育、蛋白质组学（MALDI-TOF MS）和表型分析，来界定和描述新的物种，从而扩展对该属的认知。这项名为“Three new yeast species of Vishniacozyma (Bulleribasidiaceae, Tremellales) from different habitats”的研究，最终在《MycoKeys》期刊发表，成功描述了三个来自俄罗斯土壤、昆虫粪便、康普茶和水果的酵母新物种，为全球酵母多样性名录增添了新成员。
研究方法概要
本研究采用了多相分类学方法对酵母菌株进行综合鉴定与描述。首先，菌株分别从俄罗斯的土壤（1966年）、榆树害虫（Scolytus scolytus）粪便（2023年）、自制康普茶（2023年）以及山茱萸果实（2019年）中分离获得。研究的关键技术包括：1) 分子遗传学分析：对核糖体ITS区域、LSU D1/D2域以及蛋白编码基因（TEF1-α, RPB1, RPB2）进行PCR扩增与测序，利用BLASTn比对和最大似然法构建系统发育树。2) 蛋白质组学分析：应用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）获取菌株蛋白质谱图，构建内部数据库并进行物种间谱图差异比较。3) 表型分析：依据标准方法对菌株的形态特征和生理生化特性进行表征，如碳氮源同化能力、生长条件耐受性等。通过上述方法的组合，研究人员得以从多个维度区分和界定新物种。
研究结果
Occurrence and ecology (发生与生态)
研究发现，三个新物种的来源生境体现了Vishniacozyma属的广泛生态位。V. pseudofoliicola的两个菌株分别于1966年和2023年从土壤以及一种食木甲虫（Scolytus scolytus）的粪便中分离，表明该物种在土壤和与昆虫相关的生态系统中均有分布。V. kombuchae的唯一菌株来自作为家庭发酵饮料的康普茶，可能是一种次要成分或污染物。V. fructicola的模式菌株则从山茱萸（Cornus mas）果实的果肉中作为内生酵母的次要成分分离得到。这些发现印证了该属真菌在土壤、植物和昆虫关联生境中的普遍存在，并提示昆虫可能在物种传播中扮演载体角色。
Genetic delineation and phylogenetic placement (遗传界定与系统发育定位)
通过对ITS和LSU D1/D2区域的串联序列进行系统发育分析，研究人员将三个新物种置于相应的进化枝中。图1显示，它们分别与已知的相近物种V. foliicola、V. phoenicis和V. tephrensis聚在一起。然而，仅凭核糖体基因的差异（例如，V. pseudofoliicola与V. foliicola在ITS区域有超过1.8%的差异）并不足以明确界定新物种，因为部分酵母物种的核糖体基因可能高度相似。为此，研究进一步分析了蛋白编码基因（TEF1-α, RPB1, RPB2）。结果显示，V. pseudofoliicola与V. foliicola在TEF1-α基因上有8.3%的差异，在RPB1和RPB2基因上差异更大（11.6%和12.4%）。同样，V. kombuchae和V. fructicola也分别与其近缘种在蛋白编码基因上存在显著差异（例如，V. fructicola与V. tephrensis在RPB1基因上有16.7%的差异）。这些蛋白编码基因上的显著分化，为将它们定义为独立物种提供了强有力的遗传学证据。
MALDI-TOF MS analysis (MALDI-TOF MS分析)
研究利用MALDI-TOF MS技术比较了新菌株与近缘参考菌株的蛋白质谱图。结果显示，新菌株与参考菌株的匹配分数在2.00-2.28之间，能可靠地区分到属级，但无法准确鉴定到物种级，这表明它们在蛋白质谱水平上存在差异。图2展示了物种对之间的质谱差异。例如，V. pseudofoliicola的蛋白谱在特定质荷比（m/z）区间（如7821、7932和9290 m/z）存在独有峰，而V. foliicola则有不同的独有峰（如8824 m/z）。V. kombuchae和V. fructicola也分别显示出与各自近缘种不同的特征性谱峰。这些独特的蛋白质“指纹”为区分这些在遗传上相近的物种提供了额外的、独立的证据。
Phenotypic characters (表型特征)
除了分子和蛋白质组特征，新物种在形态和生理上也与近缘种存在可区分的差异。图3展示了三种新物种的出芽细胞形态。V. pseudofoliicola的细胞主要为球形和卵形，而V. foliicola的细胞更倾向于卵形和椭圆形至长形。V. fructicola的细胞也比V. tephrensis更大，且主要为椭圆形至长形。在生理生化方面，每个新物种都表现出与近缘种不同的碳氮源同化谱和生长特性。例如，V. pseudofoliicola不能同化菊粉、D-葡萄糖胺、半乳糖醇等，但能在含50%葡萄糖的培养基上生长；V. kombuchae不能同化可溶性淀粉、乙醇等，也不能在无维生素的培养基上生长；V. fructicola则表现出与V. tephrensis不同的氮源利用能力。每个新物种通过8到11个生理特性与其近缘种相区别。
结论与重要意义
基于上述从遗传、蛋白质组到表型的多维度综合分析，研究人员最终确凿地提出了三个Vishniacozyma属的新物种：V. pseudofoliicola sp. nov.（模式菌株KBP Y-7396T）、V. kombuchae sp. nov.（模式菌株KBP Y-7350T）和V. fructicola sp. nov.（模式菌株KBP Y-6599T）。它们的正式描述及保藏信息构成了文章的“Taxonomic novelties”部分，为微生物分类学提供了明确的物种实体。
这项研究的意义深远。首先，它直接贡献于全球真菌多样性知识库的扩展，增加了三个经过严谨描述的新物种。其次，它凸显了在现代微生物分类学中，尤其是在面对核糖体基因区分度有限的“隐蔽”物种时，采用“多相分类学”方法（整合遗传学、蛋白质组学和表型数据）的必要性和有效性。这种方法能够提供更全面、更可靠的物种界定证据。第三，研究丰富了我们对Vishniacozyma属生态分布的理解，特别是在俄罗斯地区的分布信息，为后续研究该属的地理分布格局、生态功能以及与植物、昆虫的互作关系奠定了基础。最后，研究结果也暗示，在看似普通的生境（如土壤、昆虫粪便、日常发酵食品）中，可能仍蕴藏着大量未被认知的微生物多样性，鼓励研究者们以更综合、更精细的手段去探索和发现。
