菌物學(xué)報(bào)】紅楓湖齒盾囊霉：貴州省叢枝菌根真菌新種報(bào)道

1 貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院/農(nóng)業(yè)生物工程研究院 山地植物資源保護(hù)與種質(zhì)創(chuàng)新教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

2 貴州農(nóng)業(yè)職業(yè)學(xué)院近日，貴州大學(xué)江龍老師研究團(tuán)隊(duì)報(bào)道了在貴州省清鎮(zhèn)市紅楓湖周邊辣椒根際土壤中發(fā)現(xiàn)的一種叢枝菌根真菌新種——紅楓湖齒盾囊霉 Dentiscutata hongfenghuana。該研究通過(guò)形態(tài)學(xué)鑒定與分子系統(tǒng)發(fā)育分析相結(jié)合，明確了該真菌在齒盾囊霉屬內(nèi)的分類地位，為我國(guó)AM真菌多樣性研究增添了新資料。

叢枝菌根真菌能與絕大多數(shù)陸地植物根系形成互惠共生體，在協(xié)助植物吸收養(yǎng)分、增強(qiáng)抗逆性及維持生態(tài)系統(tǒng)功能方面起著關(guān)鍵作用。齒盾囊霉屬隸屬于巨孢囊霉科，目前全球僅報(bào)道8個(gè)物種，其物種多樣性仍有待深入發(fā)掘。

研究團(tuán)隊(duì)從紅楓湖周邊辣椒地的根際土壤中分離獲得真菌孢子，通過(guò)濕篩傾析-蔗糖離心法富集，并利用白三葉草成功建立了單孢源純培養(yǎng)體系。綜合形態(tài)學(xué)觀察與分子生物學(xué)手段，對(duì)目標(biāo)菌株進(jìn)行了系統(tǒng)鑒定。形態(tài)學(xué)分析在光學(xué)顯微鏡下詳細(xì)觀測(cè)了孢子的宏觀形態(tài)、壁層結(jié)構(gòu)、發(fā)芽盾特征及在Melzer’s試劑中的化學(xué)反應(yīng)。分子系統(tǒng)發(fā)育分析則通過(guò)巢式PCR擴(kuò)增了SSU-ITS-LSU核糖體DNA片段，并利用最大似然法和貝葉斯法構(gòu)建了系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。

研究結(jié)果顯示，該新種孢子單生于土壤，無(wú)色透明，呈白色至淺黃綠色，大小為185–191 × 298–460 μm。其孢子壁結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由外壁層（3層）、中壁層（2層）和內(nèi)壁層（3層）共8層構(gòu)成。其中，外壁層在Melzer’s試劑中呈鐵銹色至紅黑色，內(nèi)壁層則被染成淺粉色至深紫紅色，這一顯色反應(yīng)具有重要的分類鑒別意義。發(fā)芽盾淺黃色至黃棕色，具3–8個(gè)裂片。系統(tǒng)發(fā)育分析進(jìn)一步證實(shí)，該物種序列在齒盾囊霉屬內(nèi)形成一個(gè)獨(dú)立且高支持率的進(jìn)化支，與已知物種明顯區(qū)分。

基于SSU-ITS-LSU序列構(gòu)建的貝葉斯系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)   ML樹(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與貝葉斯分析結(jié)果相似，本圖以貝葉斯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)展示；該系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)以副冠斗管囊霉Funneliformis coronatum為外群；加粗標(biāo)注為本研究分離的菌株；核苷酸替代率0.05

通過(guò)與相近物種（如圓齒盾囊霉、異配齒盾囊霉和草原齒盾囊霉）的對(duì)比，紅楓湖齒盾囊霉在孢子顏色、壁層數(shù)量以及Melzer’s試劑染色反應(yīng)上均存在穩(wěn)定差異。結(jié)合形態(tài)與分子證據(jù)，研究團(tuán)隊(duì)確認(rèn)其為齒盾囊霉屬的一個(gè)新物種。該物種的菌根結(jié)構(gòu)經(jīng)染色后可觀察到典型的泡囊與叢枝。

紅楓湖齒盾囊霉形態(tài)特征   A–C：完整的孢子；D：水中破碎的孢子，顯示孢子壁層(OW和GW)，產(chǎn)孢細(xì)胞(Sc)及“菌絲釘”結(jié)構(gòu)(peg)；E, F：Melzer’s試劑中孢子壁層(OW+GW)和產(chǎn)孢細(xì)胞結(jié)構(gòu)(Sc)，整個(gè)孢子反應(yīng)呈紫紅色；G：Melzer’s試劑中孢子壁層結(jié)構(gòu)(OW+MW+IW)以及發(fā)芽盾室(gs)，IW層被染成淺粉色；H：產(chǎn)孢細(xì)胞壁層結(jié)構(gòu)(ScWL1-3)及“菌絲釘”結(jié)構(gòu)(peg)；I：Melzer’s試劑中孢子壁層(OW+GW)和產(chǎn)孢細(xì)胞結(jié)構(gòu)(Sc)，發(fā)芽盾室上的初始萌發(fā)孔(gh)被大褶皺(f)分隔成多個(gè)小隔室，每個(gè)隔室有一個(gè)規(guī)律排列的胚芽管起始點(diǎn)(gti)

紅楓湖齒盾囊霉菌根結(jié)構(gòu)   A：菌根結(jié)構(gòu)；B：菌絲(Hyphae)和泡囊(Vecicle)結(jié)構(gòu)；C：叢枝結(jié)構(gòu)

紅楓湖齒盾囊霉   新種

Dentiscutata hongfenghuana W.W. Shi & L. Jiang sp. nov.

Fungal Names: FN 572880

Etymology: hongfenghuana, refers to the Hongfeng Lake area of Qingzhen City, Guizhou Province, where the new species was first discovered.

Holotype: China. Guizhou Province: Hongfeng lake of Qingzhen City (106°22?34?E, 26°29?03?N, 1 250 m above sea level), December 2024, Shi et al. Holotype, Fungarium of Institute of Microbiology, CAS, voucher HMAS 354079.

Description: Sporocarp unknown; spores single in the soil, formed at the tips of yellow sporogenous hyphae, commonly spherical and irregular in shape, 185–191 × 298–460 μm, colorless and transparent, white to light yellow-green, and turn darker and brownish with age. Contents dense, appearing as transparent oil droplets, gradually turning yellow as mature.

此項(xiàng)研究不僅描述并命名了一個(gè)新的叢枝菌根真菌物種，也展示了整合傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)與現(xiàn)代分子系統(tǒng)學(xué)在真菌分類鑒定中的有效性。紅楓湖齒盾囊霉的發(fā)現(xiàn)，豐富了我國(guó)西南喀斯特地區(qū)AM真菌的資源名錄，為其后續(xù)的生態(tài)功能探索與潛在農(nóng)用價(jià)值評(píng)估奠定了基礎(chǔ)。