综述:从韩国沿海地区的褐藻Sargassum thunbergii中分离出的内生真菌

《Mycobiology》:Endophytic Fungi Isolated from the Brown Alga Sargassum thunbergii in Coastal Korea

【字体: 时间:2025年11月06日 来源:Mycobiology 2

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  海藻内生真菌多样性研究:从韩国Sargassum thunbergii分离出6种新记录物种,通过形态学与多基因系统发育分析鉴定,揭示了该物种携带的丰富海洋真菌资源及其生态和潜在应用价值。

  近年来,随着对海洋生态系统中微生物多样性及其潜在应用价值的关注不断增加,与海藻共生的内生真菌逐渐成为研究的热点。这些真菌不仅在生态功能上具有重要意义,还可能成为生物资源开发的重要对象。本研究聚焦于一种在韩国沿海潮间带广泛分布的褐藻——*Sargassum thunbergii*,并从其组织中分离出六种此前未在韩国记录的内生真菌。这些发现不仅丰富了我们对韩国海域内生真菌多样性的认识,也为海藻相关内生真菌在生态学和生物技术领域的应用提供了新的视角。

### 海藻内生真菌的生态与应用潜力

* Sargassum thunbergii* 是一种典型的耐盐性植物,广泛分布于东亚沿海地区,包括韩国、中国和日本。这种海藻不仅在维持沿海生态系统的稳定性和营养循环中发挥着关键作用,还因其高生产力和对环境压力(如温度波动、光照强度和脱水)的强适应性而成为海洋生态系统中的重要组成部分。与此同时,它还能够富集重金属如锌、镉、铜和砷,并通过吸收富营养化海水中的氮和磷,为周围的生物提供必要的营养支持。

在这样的生态背景下,*Sargassum thunbergii* 作为宿主,可能为内生真菌提供了一个独特的生存环境。这些内生真菌不仅能够帮助宿主抵御病原菌、浮游动物等生物威胁,还可能在应对非生物胁迫(如盐度变化和温度波动)方面发挥重要作用。通过分泌多种次级代谢产物,这些真菌可能在调节宿主生理状态、增强其生存能力方面具有关键功能。

此外,内生真菌所分泌的次级代谢产物具有广泛的生物活性,包括抗真菌、抗菌、抗氧化、抗炎和抗癌等特性。这些化合物不仅对海洋生态系统中的宿主有保护作用,还可能为人类社会提供重要的生物资源,尤其是在药物开发、农业改良和环境修复等领域。因此,研究海藻内生真菌的多样性及其功能特性,不仅有助于理解海洋生态系统的复杂性,还可能为相关产业带来新的发展机遇。

### 内生真菌的分离与鉴定方法

本研究采用了综合的方法对海藻内生真菌进行分离和鉴定。首先,从韩国济州岛和全罗北道的潮间带采集了健康的*Sargassum thunbergii* 样本,确保其未受到明显的损伤或感染。随后,通过表面消毒处理,去除藻体表面的污染物,并将样品切割成小块,接种到两种不同的培养基上:一种是使用海水配制的 Dichloran Rose Bengal Chloramphenicol(DRBC)培养基,另一种是添加了氯霉素的土豆葡萄糖琼脂(PDA)。通过在25℃黑暗条件下培养,成功分离出纯化的真菌菌株。

为了进一步确认这些菌株的分类地位,研究人员对菌株进行了详细的形态学观察和多基因位点的系统发育分析。形态学方面,使用立体显微镜和光学显微镜对菌落形态、繁殖结构和孢子特征进行了详细记录。系统发育分析则通过比较 ITS(内部转录间隔区)、LSU(大亚基核糖体RNA)、SSU(小亚基核糖体RNA)、TUB2(β-微管蛋白)和 CaM(钙调蛋白)等基因序列,与已知的真菌数据库进行比对,最终确定了这些菌株的分类归属。

通过这种方法,研究人员成功鉴定了六种新的韩国内生真菌:*Botryotrichum murorum*、*Hypomontagnella spongiphila*、*Subramaniula cristata*、*Parachaetomium perlucidum*、*Palmiascoma acericola* 和 *Aspergillus clavatophorus*。这些真菌的形态特征和系统发育结果均支持其分类的有效性,为后续研究提供了重要的基础资料。

### 海洋环境对内生真菌的影响

海洋环境的特殊性,如高盐度、温度波动和水压变化,对内生真菌的多样性及其代谢活动产生了深远影响。这些环境因素不仅塑造了内生真菌的形态特征,还可能诱导其表达特定的基因簇,从而产生独特的次级代谢产物。例如,某些海洋真菌只能在特定的盐度和温度范围内生长,这表明它们可能通过不同的生化途径来适应海洋环境。

这种适应性使得海洋内生真菌在生态功能和代谢产物多样性方面展现出独特的优势。它们不仅能够帮助宿主应对复杂的海洋环境,还可能成为研究极端环境适应机制的重要模型。同时,由于海洋内生真菌的次级代谢产物具有潜在的生物活性,因此它们在药物开发、农业和环境治理等领域具有广阔的应用前景。

### 内生真菌的分类与生态意义

在本次研究中,六种内生真菌的分类鉴定显示,它们在形态学和系统发育分析中均表现出明确的特征。例如,*Botryotrichum murorum* 的菌落特征包括其在不同培养基上的颜色变化和孢子形态,这些都与已知的该种真菌一致。而*Subramaniula cristata* 和 *Parachaetomium perlucidum* 的形态特征则显示出其在海洋环境中的适应性,如孢子的形状和大小变化,以及在不同培养基上的生长表现。

此外,*Hypomontagnella spongiphila* 是一种最初从海洋海绵中分离出的真菌,现在被确认为*Sargassum thunbergii* 的内生真菌。这一发现表明,该真菌具有一定的生态可塑性,能够适应不同的宿主环境。而*Palmiascoma acericola* 则是从木质植物中分离出的腐生真菌,但在本次研究中,它被鉴定为*Sargassum thunbergii* 的内生真菌,这一发现扩展了该属的生态范围。

*Aspergillus clavatophorus* 是一种在陆地环境中常见的真菌,但本次研究首次将其鉴定为*Sargassum thunbergii* 的内生真菌。这一发现不仅拓展了该种真菌的分布范围,还表明其在海洋环境中可能具有特殊的代谢能力,为未来研究其在盐水环境中的适应机制提供了新的线索。

### 研究意义与未来展望

本研究的成果为韩国海洋生态系统中的内生真菌多样性提供了新的数据支持,同时也揭示了这些真菌在生态功能和生物活性方面的潜力。通过分离和鉴定这些新记录的真菌,研究人员不仅能够更全面地了解海藻内生真菌的生态角色,还可能发现具有重要应用价值的次级代谢产物。

未来的研究应进一步结合生态调查、代谢产物分析和基因组学方法,以深入探讨这些内生真菌的功能机制及其在环境中的作用。同时,持续对*Sargassum thunbergii* 和其他褐藻进行研究,有望发现更多未被记录的真菌种类,并为相关产业提供新的生物资源。这些研究不仅有助于推动海洋微生物学的发展,还可能为可持续利用海洋资源、保护生态环境和开发新型生物产品提供科学依据。
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