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真菌在地球生態(tài)系統(tǒng)中扮演著多重角色，包括分解有機(jī)質(zhì)、與生物共生以及作為多種生物的病原體。然而，科學(xué)界對(duì)于真菌多樣性及其分布的理解仍然有限。據(jù)估計(jì)，全球真菌物種數(shù)量可能在50萬(wàn)至1000萬(wàn)之間，而迄今為止，僅有約15.6萬(wàn)種真菌被科學(xué)描述。近年來(lái)，隨著DNA測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步，科學(xué)家們得以揭示更為廣泛的真菌多樣性。然而，關(guān)于真菌在全球不同氣候帶和季節(jié)中的分布模式，仍缺乏系統(tǒng)的研究。

近日，《自然》雜志發(fā)表了一項(xiàng)突破性研究，通過(guò)對(duì)空氣中真菌DNA的分析，首次揭示了真菌在全球范圍內(nèi)的時(shí)空動(dòng)態(tài)。該研究利用一種新型的空氣采樣方法，利用旋風(fēng)采樣器收集空氣中的真菌孢子，隨后進(jìn)行DNA測(cè)序和物種鑒定。相比傳統(tǒng)的土壤采樣，空氣采樣顯示出更高的多樣性和更強(qiáng)的生態(tài)信號(hào)。通過(guò)對(duì)核糖體內(nèi)轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)（ITS）的DNA測(cè)序，研究團(tuán)隊(duì)能夠精確地識(shí)別和分類真菌物種。研究不僅為真菌多樣性的全球分布提供了新的數(shù)據(jù)，還揭示了氣候變化對(duì)真菌生態(tài)系統(tǒng)的潛在影響。該研究表明，年均氣溫是影響真菌群落組成的主要?dú)夂蜃兞?。在熱帶地區(qū)，真菌多樣性最高，而地衣及菌根真菌在溫帶地區(qū)多樣性最高。

中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所山地未來(lái)研究中心通過(guò)國(guó)際合作長(zhǎng)期致力于真菌多樣性和生態(tài)功能研究。該研究涉及的全球孢子采集計(jì)劃（GSSP）由來(lái)自全球89個(gè)科研機(jī)構(gòu)的114名科學(xué)家團(tuán)隊(duì)共同完成。研究涉及47個(gè)采樣點(diǎn)，覆蓋了全球除南極洲外的各大洲。該中心的Peter Mortimer研究員負(fù)責(zé)了其中2個(gè)樣點(diǎn)的采樣和分析工作。

這項(xiàng)研究不僅為科學(xué)家們提供了一個(gè)新的研究范式，也為政策制定者和生態(tài)保護(hù)工作者提供了重要的科學(xué)依據(jù)，有助于制定更有效的生物多樣性保護(hù)策略。

研究結(jié)果以Airborne DNA reveals predictable spatial and seasonal dynamics of fungi為題于2024年7月10日在線發(fā)表在《自然》期刊上。

圖1?Global Spore Sampling?Project（GSSP）全球孢子采集計(jì)劃分布點(diǎn)及采樣裝置

圖2?空氣中真菌的物種組成及功能多樣性的時(shí)空變化