廣東省科學(xué)院生物與醫(yī)學(xué)工程研究所生物工程研究室王麗寧博士與廣東省中醫(yī)院教授黃志海、中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所副研究員肖水明開展合作研究，獲得兩套硬毛粗蓋孔菌(C. trogii)高質(zhì)量的單倍型基因組，并發(fā)現(xiàn)基因組中串聯(lián)重復(fù)的熱激蛋白基因簇與該菌耐熱性形成有關(guān)。相關(guān)研究近日發(fā)表于《微生物譜》。
熱脅迫是大型食藥用真菌栽培中最常見的環(huán)境脅迫之一，解析真菌耐熱機(jī)制、選育耐熱品種一直是食藥用菌研究中的熱點(diǎn)。C. trogii是一種分布廣泛、適應(yīng)高溫生長且具有潛在藥用價(jià)值的白腐真菌，其最適生長溫度為35℃左右，是研究真菌耐熱或者高溫適應(yīng)性機(jī)制的良好材料。
研究人員選擇C. trogii菌株并進(jìn)行單核化，分離的兩個(gè)單核分別進(jìn)行PacBio第三代高通量實(shí)時(shí)單分子測序并組裝得到基因組。兩個(gè)單核基因組分別為38.85Mb和40.19Mb，分別鑒定到13113和13309個(gè)基因。兩個(gè)核之間雜合度較高，存在大量序列變異，其中存在于基因外顯子區(qū)域的變異為后續(xù)等位基因表達(dá)水平鑒定提供了可能。在單倍型基因組鑒定到14個(gè)熱激蛋白HSP20基因，其中4個(gè)序列相似度極高且成簇出現(xiàn)，推測其為通過串聯(lián)重復(fù)產(chǎn)生的不同拷貝。此4個(gè)串聯(lián)重復(fù)HSP20基因，均在35℃具有更活躍的表達(dá)，推測HSP20的串聯(lián)重復(fù)增加了其基因劑量從而有利于其快速提高表達(dá)水平。
研究人員進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，大部分情況下其中一個(gè)單核上的4個(gè)串聯(lián)重復(fù)HSP20基因相較于另一個(gè)單核具有明顯更高的表達(dá)水平，說明等位基因表達(dá)具有一定偏好性，對(duì)后續(xù)菌種選育中單核的選擇提供一定參考依據(jù)。
王麗寧表示，C. trogii高質(zhì)量單倍型基因組及串聯(lián)重復(fù)HSP20基因的發(fā)現(xiàn)，為該真菌的高溫適應(yīng)性機(jī)制解析提供明確的遺傳背景信息，為后續(xù)高溫品種選育提供重要依據(jù)。
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1128/Spectrum.00287-21(朱漢斌)
關(guān)鍵詞： 大型食藥用菌 高溫適應(yīng)性生長機(jī)制 單倍型基因組
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