Certifique-se de ter um backup dos seus arquivos antes de começar a alterá-los todos
Você pode executar algo como o seguinte:
for i in *.fasta; do nr="${i%.fasta}"; sed -i 's/^>OTU\(.*\)$/>OTU_'$nr'/' "$i"; done
se você tiver uma versão de sed que suporte -i (edição em vigor).
A parte nr="${i%.fasta}" obtém o número do nome do arquivo. O \(.*\) corresponde ao número após >OTU , que depois é reinserido com