红树林根际真菌基因组见解：理解海岸生态系统中的微生物适应性

红树林是生物多样性最丰富、生态生产力最高的生态系统之一，孕育了大量的植物、动物和微生物。真菌，特别是栖息在红树林根际（Rhizosphere）的真菌，在有机物分解、营养循环以及与植物的共生互动中发挥着至关重要的作用。然而，它们的基因组特征在很大程度上仍未得到探索。在发表于《Frontiers in Fungal Biology》的最新研究中，我们发布了从红树林根际分离出的 7 种真菌的基因组草图及其比较分析结果，为理解真菌在这些极具挑战性的海岸环境中的适应性及代谢潜力提供了关键见解。

主要发现

• 基因组测序与组装： 研究从两种主要红树植物——水笔仔（Kandelia obovata）和小花老鼠簕（Acanthus ilicifolius）的根际中分离出 7 种属于子囊菌门（Ascomycota）的真菌。利用高通量测序技术，我们组装了大小在 29 到 48 Mb 之间的真菌基因组，并实现了极高的基因完整性（>94%）。

• 碳水化合物代谢与环境适应： 比较基因组学揭示了红树林相关真菌与非红树林真菌在碳水化合物活性酶（CAZymes）方面的关键差异：
  • CBM32 酶家族仅存在于两种红树林真菌中，这可能有助于其独特的特异性多糖降解机制。
  • 在来自不同红树宿主的真菌物种之间，观察到 GH6（纤维双糖水解酶）和 PL4（鼠李糖半乳糖醛酸内切裂解酶）基因家族存在显著差异，暗示了宿主特异性的代谢适应。
• 次级代谢产物生物合成与生物活性潜力： 我们对参与次级代谢产物（SM）生物合成的基因簇进行了注释，发现红树林真菌所含有的 I 型聚酮合酶（t1pks）基因数量显著高于非红树林真菌。这些发现强调了红树林真菌作为生物活性化合物来源的潜力，这些化合物可能有助于微生物竞争和增强环境韧性。

研究感悟

这项研究是 XinLab 关于红树林共生微生物基因组基础研究的重要一步，得到了与澳门大学李子安（Simon Lee）教授团队合作研究基金的支持。作为我们在环境基因组学领域广泛努力的一部分，我们专注于刻画红树林生境中的微生物基因组特征，充分利用了我们在生物信息学和测序技术方面的专业知识。通过分离微生物菌株、测序其基因组并分析生物合成途径，我们揭示了关于微生物适应策略、代谢多样性和生物活性化合物生产的宝贵见解。

本项目对我个人而言具有重要意义，因为它展示了基因组学如何深化我们对红树林相关生物多样性的理解，并为红树林生态系统的保护与可持续利用做出贡献。随着研究的深入，我感悟到我们的工作如何将现代测序技术与生态学洞察联系起来，揭示了海岸环境中微生物生命与植物共生之间错综复杂的联系。虽然这项研究为进一步探索奠定了基础，但我们已经在开展针对不同地区红树林微生物组的额外基因组研究，旨在扩大对其生态作用和应用价值的认知。

研究全文可通过 Frontiers in Fungal Biology 在线访问。