《Coral Reefs》：Characterising the mycobiome of healthy and wounded reef sharks in the Seychelles archipelago
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鲨鱼在其一生中频繁遭受皮肤损伤，但继发感染却出奇地罕见，且伤口似乎能快速愈合。这促使科学家探索鲨鱼皮肤 presumed“优越”的抵御感染能力的潜在机制。有趣的是，研究已转向皮肤相关微生物组以寻找答案。尽管细菌微生物组的探索使其被提议为伤口愈合的潜在关键因素，
鲨鱼在其一生中频繁遭受皮肤损伤，但继发感染却出奇地罕见，且伤口似乎能快速愈合。这促使科学家探索鲨鱼皮肤 presumed“优越”的抵御感染能力的潜在机制。有趣的是，研究已转向皮肤相关微生物组以寻找答案。尽管细菌微生物组的探索使其被提议为伤口愈合的潜在关键因素，但真菌微生物组（或称mycobiome）的作用仍被显著忽视。在此，研究人员致力于表征定殖于46尾黑鳍礁鲨（Carcharhinus melanopterus）和1尾镰鳍柠檬鲨（Negaprion acutidens）皮肤上的真菌群落，以确定伤口的存在是否对应于其真菌群落的转变。研究发现，受损皮肤与完好皮肤所携带的真菌群落（consortia）之间无显著差异，这与针对其细菌对应部分的研究发现相呼应。此外，研究人员展示了波动的分类学概况以及缺乏跨个体共享的实质性“核心”真菌成员群体，突显了需要厘清随机过程与确定性过程在塑造鲨鱼皮肤微生物组中真菌群落时的各自作用。最后，探索共发生（co-occurrence）模式突出了13个真菌属之间的21个正关联。研究人员鼓励未来研究揭示稀有真菌扩增子序列变体（Amplicon Sequence Variants, ASVs）的作用，并调查共发生网络的生态后果，以阐明皮肤mycobiome在鲨鱼健康中的作用。
论文解读
研究背景与意义
鲨鱼（Elasmobranchs）在一生中常因交配、捕食尝试及分娩等行为频繁遭受皮肤损伤，但在病原菌丰富的海洋环境中，其皮肤却表现出卓越的快速愈合能力与抗感染能力，继发感染罕见。目前认为，真皮盾鳞（dermal denticles）形成的流体边界、皮肤黏液层的宿主源抗菌再生化合物，以及皮肤共生微生物组共同构成了这道防线。已有研究表明，细菌微生物组是鲨鱼皮肤健康与伤口愈合的关键组分，某些细菌属（如Rhodococcus、Pseudoalteromonas、Marinobacter）能产生抗细菌或抗真菌的活性分子，且健康与受伤鲨鱼的细菌群落具有保守性。
相比之下，鲨鱼皮肤的真菌微生物组（mycobiome）研究极为匮乏。在其它脊椎动物中，皮肤创伤可改变微环境，使共生真菌转为致病状态（如念珠菌属Candida），或让外源机会致病菌定殖。考虑到全球鲨类种群衰退及海洋升温可能加剧病害传播，了解共生微生物在疾病抵抗中的作用成为保护生理学的研究重点。因此，研究人员以塞舌尔群岛的珊瑚礁鲨为对象，首次系统表征其皮肤mycobiome，探究伤口状态、个体间差异及环境因子是否驱动真菌群落结构变化，并评估其核心群落与共发生关系，以间接推断其在鲨鱼健康与伤口愈合中的潜在角色。该研究发表于《Coral Reefs》。
主要关键技术方法概述
研究人员在塞舌尔阿米兰特群岛（Amirante Islands）的5个位点（D’Arros岛码头及St. Joseph环礁的Tippers、Fouquet、Benjamin、Ressource），用钓线竿捕获46尾黑鳍礁鲨（Carcharhinus melanopterus）和1尾镰鳍柠檬鲨（Negaprion acutidens）。对每尾鲨采集鳃部（健康或受伤）与背部皮肤拭子样本，受伤样本直接取自创缘。DNA用Qiagen DNeasy PowerSoil Pro试剂盒提取，通过ITS1F/ITS4B引初检，随后用5.8S-Fun/ITS4-Fun引对对ITS2区进行Illumina MiSeq高通量测序。生物信息学分析采用DADA2推理扩增子序列变体（ASVs），以UNITE数据库（version 9 all Eukaryotes）用RDP分类器进行物种注释。下游分析使用phyloseq、vegan、cooccur等R包，通过α多样性（Shannon指数）、β多样性（Bray–Curtis PERMANOVA）及概率共发生分析，评估伤口状态、性别、采样位点和部位对真菌群落的影响，并探讨属水平互作。
研究结果
Sequence run metrics and taxonomic composition（测序指标与分类组成）
初始得到4,696,105条读数，最小测序深度1,316。经标准化与去污染后保留77个样本、1,079个真菌ASVs。门水平以子囊菌门（Ascomycota, 63.6%）和担子菌门（Basidiomycota, 36.4%）为主，极少Rozellomycota（0.1%）。纲水平以Dothideomycetes（27.5%）、Tremellomycetes（22.0%）、Eurotiomycetes（13.8%）、Agaricomycetes（13.3%）和Sordariomycetes（11.2%）为主。目级最丰富为Capnodiales（12.6%）和Eurotiales（12.5%）。科水平Trichosporonaceae（18.3%）与Eurotiales（12.5%）占比最高。优势ASVs包括ASV2（Cutaneotrichosporon sp., 17.2%读数）、ASV36（Aspergillus sp., 9.9%）、ASV3（Cladosporium sp., 7.9%）等。大部分ASVs为低频或单样本特有。以较宽松的30%个体出现率标准，仅ASV2和ASV5（均属Cutaneotrichosporon）可视为潜在“核心”，分别出现在40.3%和39.0%的样本中。单样本ASV数介于3–63个，中位数为16，显示高度变异性。
Impact of categorical variables on diversity and community composition（分类变量对多样性和群落组成的影响）
所有样本真菌ASVs的Simpson均匀度均值达0.9115（±0.0074 SE），表明群落结构较均衡。统计检验显示：受伤与健康鳃部样本的Shannon多样性无显著差异（t = ?0.55572, df = 41, p = 0.5814）；不同采样位点间（Dock、Tippers等）（t = ?0.26878, df = 75, p = 0.7888）、雌雄间（t = ?0.26878, df = 75, p = 0.7888）、背部与鳃部取样部位间（t = 0.45644, df = 75, p = 0.6494）也均无显著差异。配对分析同样显示，受伤鳃与同鲨背部、健康鳃与同鲨背部的Shannon指数配对t检验均不显著（p = 0.6765；p = 0.3619）。β多样性Bray–Curtis的PERMANOVA分析进一步确认，地点（pseudo-F = 0.9768, R2 = 0.05147, p = 0.578）、伤口状态（pseudo-F = 0.8326, R2 = 0.0199, p = 0.908）、性别（pseudo-F = 0.8923, R2 = 0.01176, p = 0.722）及部位（pseudo-F = 1.2166, R2 = 0.01596, p = 0.098）均未导致显著的群落结构分异，NMDS图虽有聚类但未对映到上述变量。
Fungal co-occurrence（真菌共发生）
对99个属水平分类单元（77样本）做概率共发生分析，初筛4,851对组合，剔除预期共现<1样本的4,777对，剩余74对。未发现负共发生。21对（28.4%）呈显著正关联（p < 0.05），其余为随机关联（71.6%）。13个属参与正关联，其中Aspergillus和Cladosporium正关联最多（分别为8和10次），二者均与Trametes、Radulomyces、Debaryomyces、Ectophoma显著共现，但彼此不直接正共现。
讨论与结论总结
此研究是首个关注塞舌尔珊瑚礁鲨皮肤mycobiome的工作。与多数脊椎动物不同，鲨鱼皮肤真菌群落在健康与受伤状态下未出现显著α/β多样性偏移或群落重构，也未随性别、采样位点与部位改变，这与同一批样本细菌微生物组的结果一致，暗示鲨鱼皮肤即便在机械损伤下也不易形成真菌性菌群失调或pathobiome。NMDS中的未解释聚类提示宿主年龄、微生境（pH、盐度、温度）或更细尺度空间行为（黑鳍礁鲨家域约0.55 km2）等未测因子可能影响真菌结构；真菌孢子可能通过海流广布，减弱了局地细菌那样的空间信号。
研究未发现严格的“核心”真菌群落，仅以宽松标准识别出Cutaneotrichosporon的两个ASVs为潜在常驻类群，该属在其他海洋捕食者（如宽吻海豚）皮肤中亦有报道，兼具抗病（抑制白鼻综合征相关病原）与机会致病双重角色，其功能需菌株水平分离培养来解析。其他常见属（Aspergillus、Penicillium、Cladosporium、Alternaria、Sarocladium等）多具已知抗菌、抗污损或重金属耐受（Yarrowia）活性，可能在人世新近（Anthropocene）重金属输入背景下提供宿主服务，但具体生态贡献待功能验证。
群落由大量稀有ASVs主导，它们可能对扰动具稳定性，并通过拮抗代谢物参与群落动态；随机定殖与宿主选择过程的比重尚待厘清。与地中海海绵mycobiome的相似性（Aspergillus、Cladosporium等广布属为主，无稳定核心）引出一个问题：鲨鱼皮肤mycobiome是随机从海水中装配的瞬态集合，还是由尚未被扩增子分辨率解析的宿主选择模式塑造？本研究未同步测序同期海水对照，未来需加入以区分定殖与环境背景。
共发生网络稀疏但以正关联/随机为主，无负关联，与两栖类皮肤真菌网络类似，暗示皮肤真菌间多为协同或中性关系。Aspergillus与Cladosporium的多个正伙伴可能隐含功能模块。结合鲸鲨微生物组研究推论，鲨鱼皮肤微生物功能可能通过互作架构实现冗余维持——分类组成可变，但共发生生态功能保守。
综上，研究人员得出结论：黑鳍礁鲨（及一例镰鳍柠檬鲨）的皮肤真菌群落与细菌群落类似，在个体间及健康/受伤状态下均保持保守；缺乏稳定核心，分类学轮廓波动大，随机与确定性过程需进一步解耦；13个真菌属间存在21个正共发生关系。未来应聚焦稀有ASVs的功能、跨界（真菌–细菌）互作网络，以及环境对照采样，以阐明皮肤mycobiome在鲨鱼抗感染与伤口愈合中的生态与生理意义。
