一种新分离真菌 Talaromyces sp. MC-F2 通过依赖培养基的代谢调控高效溶磷

被锁住的植物养分为何重要

农田土壤中的大量磷被困在难溶的矿物中，植株无法利用，即使多年施肥也无法有效释放。这造成了资金浪费，污染水体，并使作物营养不足。本文介绍了一种新发现的土壤真菌，它能够解锁这些隐性磷，并以罕见的细节说明了该真菌如何根据周围环境改变其内部化学以高效完成这一任务。

来自地下的新帮手

研究者从中国东部的农田采集土壤，筛选能够溶解固态磷矿的微生物。他们分离出一个有前景的真菌株，命名为 Talaromyces sp. MC-F2。在培养皿上，该菌落周围出现透明晕圈，直观地表明它正在溶解生长介质中的磷酸三钙。显微观察和 DNA 分析证实该生物属于 Talaromyces 属，这一属与更为人所知的 Penicillium 等真菌有关，但在提高土壤养分可利用性方面的研究相对较少。

把石头里的磷变成植物能吃的养分

为评估该真菌释放磷的能力，团队在三种标准液体培养基中培养 MC-F2：Pikovskaya (PVK)、NBRIP 和马铃薯葡萄糖肉汤 (PDB)，每种培养基含有不同量的磷酸三钙。在所有条件下，该真菌都显著降低了液体的 pH，并使大量磷从固相矿物转移到溶液中。NBRIP 培养基中表现最强，最终溶解态磷的含量在相同矿物负荷下持续高于其他两种培养基。这表明真菌与环境化学条件共同决定了能产生多少植物可用磷。

酸性工具与新晶体

该真菌主要通过分泌有机酸——这些小而酸性的分子侵蚀矿物表面——来发挥作用。化学分析显示 MC-F2 尤其大量产生葡萄糖酸和苹果酸，且两者的相对比例会随着矿物浓度的变化而变化。在矿物含量较高的培养基中，苹果酸的产量大幅上升，而葡萄糖酸则趋于下降。随着有机酸溶解磷酸三钙，释放出的钙与真菌产生的草酸结合，形成新的草酸钙水合物晶体。X 射线衍射和电子显微镜证实了这些二次矿物，它们更不易再次把磷锁住，从而有助于保持磷处于作物可利用的形式。

真菌工厂内部

为了解真菌如何根据不同培养基和矿物负荷调整其化学，研究者采用了非靶向代谢组学——广泛检测细胞内外数百种小分子。他们发现，营养成分的组成和磷酸三钙的量显著重塑了中心代谢通路。在 NBRIP 中，负责细胞大量能量与碳流的三羧酸循环（TCA 循环）特别活跃，其中像苹果酸和柠檬酸等中间产物上升了数倍。这些变化与观察到的苹果酸分泌激增和磷释放增加相吻合。其它通路，包括氨基酸相关代谢和跨膜分子传输，也会根据真菌所承受的矿物胁迫上下调，显示出一种灵活的策略，而非单一僵化的机制。

从实验瓶到更绿色的田野

总体来看，研究表明 Talaromyces sp. MC-F2 是一种强有力的天然工具，能将岩石结合的磷转化为植物可利用的养分，主要通过有针对性地产生有机酸来改变溶液和矿物的化学性质。通过描绘其代谢如何响应不同条件，研究为设计培养基、配方乃至改良菌株以最大化磷释放指明了方向。对于农民和环境规划者而言，这种真菌代表了朝向生物肥料的有希望一步，可减少对合成磷投入的依赖、利用土壤中已有的“遗留”磷并降低污染，全部通过利用土壤微生物那种安静却复杂的工作实现。

引用: Xia, M., Bao, P., He, S. et al. A new isolated fungus Talaromyces sp. MC-F2 efficiently solubilizes phosphate through media-dependent metabolic regulation. Sci Rep 16, 14121 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44554-w

关键词: 溶磷真菌, 生物肥料, 土壤磷, Talaromyces, 有机酸