通过非靶向代谢组学和生物活性测定揭示Phaeoacremonium属物种的专门代谢物多样性

植物与人类真菌的隐秘化学世界

使农作物或人类生病的真菌很少登上头条，但它们在暗中威胁我们的粮食供应和健康。本研究聚焦Phaeoacremonium属，这是一类既能感染葡萄、橄榄等木本植物，又能在某些情况下感染人类的真菌。通过绘制这些真菌释放出的大量小分子化合物谱系，作者表明Phaeoacremonium在化学组成上远比此前认识的更为丰富和复杂——这一发现对农民、医生以及关注新兴感染的人都很重要。

从葡萄藤越界到人的真菌

Phaeoacremonium物种主要生活在土壤中和有价值作物的木质部内，参与使藤蔓和树木逐渐衰弱的树干病害。然而，有大约十余个物种也曾在人体感染中被发现，通常发生在轻微损伤使组织暴露于受污染的植物材料之后。因为这些真菌连接了植物与人类健康，它们非常适合“一体化健康”（One Health）理念，该理念将人类、动物与环境健康视为紧密相关。但直到目前，仅有少数其化学产物——即专门代谢物——被描述过。

无需靶向即可扫描真菌化学物质

研究者收集了28株真菌分离株，代表来自葡萄、橄榄树、其它植物和人类患者的24个Phaeoacremonium物种。他们在液体培养中培养每株真菌，提取其释放的分子，并用高分辨率质谱分析这些提取物。研究并不只寻找已知毒素，而采用“非靶向”方法：记录数千个化学信号，然后用统计软件挑出物种间的模式与差异。同时，研究者还使用靶向方法精确测定两个已怀疑相关的色素分子——scytalone和isosclerone，这两者与葡萄树干病害有关联。

每个物种都有多样的化学指纹

分析发现206个显著的化学特征，分布在若干主要类别中，包括类脂分子、氨基酸衍生化合物、富氧羰基化合物以及复杂的环状大环内酯。仅有36项可以被初步匹配到已知天然产物，且只有scytalone和isosclerone被确证鉴定，这凸显了大量化学空间尚未被探索。即便如此，整体“指纹”具有显著差异性：多变量统计显示Phaeoacremonium物种常可通过其代谢物模式区分，为DNA为基础的鉴定提供了一种化学证件。值得注意的是，这些模式并不简单地反映出真菌分离来源的宿主，表明物种身份对总体化学特征的影响大于宿主，即便同一物种定植于不同植物上亦是如此。

当混合物比单一毒素更危险时

为将化学特征与现实影响联系起来，研究团队在黄瓜幼苗叶片和体外培养的人皮肤细胞上测试了每种提取物。纯化合物scytalone和isosclerone，无论单独或合用，在所测剂量下仅对植物组织造成轻微损伤，对人角质形成细胞未显示可检测的毒性。相比之下，若干粗提物在穿孔的黄瓜叶上引起明显黄化和坏死斑块，并使人皮肤细胞存活率降至明显低于75%。来自葡萄相关真菌的提取物对植物和人细胞往往破坏性更强，而来自橄榄树及尤其是来源于人类分离株的提取物通常较温和。在某些情况下，较低剂量的提取物比高剂量更具毒性，提示多种代谢物之间存在复杂相互作用，可能相互增强或减弱毒性。

对作物、病人与共同环境的意义

该研究表明，单一疑似毒素的含量并不能简单对应真菌的有害程度。相反，Phaeoacremonium物种会释放广泛的化学武器库，其综合作用塑造了植物疾病，且可能影响人类感染。通过描绘这一长期被忽视的化学景观并证明每个物种具有独特的代谢物“指纹”，该研究为新的诊断工具和在活体植物与动物中更有针对性的后续实验打开了大门。对普通读者而言，关键信息是：潜伏在葡萄园和橄榄园中的同类真菌产生出令人惊讶且仍然神秘的丰富化学物质，这既关系到农业也关系到人类健康——因此用一体化的One Health视角来研究它们至关重要。

引用: Reveglia, P., Raimondo, M.L., Paolillo, C. et al. Diversity of specialized metabolites in Phaeoacremonium species revealed by untargeted metabolomics and bioactivity assays. Sci Rep 16, 9254 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39382-x

关键词: Phaeoacremonium真菌, 真菌代谢物, 葡萄树干病害, 跨界病原体, 一体化健康（One Health）