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梯棱羊肚菌生活史研究取得新进展

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核心提示:该论文对梯棱羊肚菌两个不同极性单孢同核体进行基因组测序分析和比较基因组分析,分别组装出两种交配型基因结构Mat1-1和Mat1-2。
  
该论文对梯棱羊肚菌两个不同极性单孢同核体进行基因组测序分析和比较基因组分析,分别组装出两种交配型基因结构Mat1-1和Mat1-2。分析表明,代表Mat1-1和Mat1-2交配型的单孢同核体菌株在基因组和全基因层面上特有基因功能明显不同,梯棱羊肚菌极可能是异宗结合类型,该研究为全面揭示梯棱羊肚菌生活史奠定了基础。

  8月24日华中农业大学应用真菌研究所边银丙教授团队在国际学术期刊International Journal of Molecular Sciences上全文发表了“Opposite Polarity Monospore Genome De Novo Sequencing and Comparative Analysis Reveal the Possible Heterothallic Life Cycle of Morchella importuna ”。该论文对梯棱羊肚菌两个不同极性单孢同核体进行基因组测序分析和比较基因组分析,分别组装出两种交配型基因结构Mat1-1和Mat1-2。分析表明,代表Mat1-1和Mat1-2交配型的单孢同核体菌株在基因组和全基因层面上特有基因功能明显不同,梯棱羊肚菌极可能是异宗结合类型,该研究为全面揭示梯棱羊肚菌生活史奠定了基础。
  羊肚菌是一种享誉全球的名贵食用菌,其研究及驯化栽培受到广大蘑菇爱好者追捧。由于羊肚菌在人工条件下难以完成生活史,使许多基础生物学研究难以深入。中国的羊肚菌人工栽培在近年来取得重大突破,种植范围已遍布大江南北。但羊肚菌菌种种性稳定性差、品种选育缺乏基础理论指导、栽培产量不稳定等问题已经成为制约羊肚菌种植效益的重大问题。明确羊肚菌是同宗结合还是异宗结合,是揭示羊肚菌生活史的关键所在,也是羊肚菌育种的重要理论基础。近年来影像学(He et al, 2017)和分子生物学(Chai et al, 2017)研究,初步揭示了羊肚菌具有异宗结合的特性,但关于羊肚菌不同单孢同核体之间如何发生相互作用却缺乏研究。
  华中农业大学应用真菌研究所羊肚菌研究团队对梯棱羊肚菌两个不同极性的单孢同核体菌株M04M24和M04M26,进行了精细基因组图谱绘制和功能基因组比较研究。分析表明,两个单孢菌株基因组大小分别为 48.98和 51.07 Mb,基因组完整性分别达到90.24%和94.31%,基因完整性分别达到98.97%和99.66% ;结合公开的参考基因组信息进行进化分析,发现羊肚菌科和块菌科的分化时间在约为2.01亿年前;两个单孢菌株分别组装出两种不同的交配型基因Mat1-1和Mat1-2,它们在基因组层面上存在约0.78%的差异,两者共有基因 分别为10,852和10,902个,特有基因分别为 667和868个。 特有基因功能分析显示,代表着交配型Mat-1的M04M24菌株在一定程度上行使着细胞外层面的功能(如region part, extracellular region, cellular component organization or biogenesis, membrane and organelle part),而代表着Mat1-2的M04M26菌株则行驶着诸如catalytic、binding等涉及细胞内反应的功能。研究结果显示,两种单孢同核体之间似乎可能存在具有明显的互补和相互作用互作功能,不同极性的同核体之间的相互交配配合可能是完成生活史的必须的过程。

  该论文是国内外首次报道羊肚菌科物种基因组分析结果,也是首次在基因组层面揭示梯棱羊肚菌异宗结合的特性。博士生刘伟是该论文第一作者,边银丙教授为论文通讯作者。
 
 
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