中国学者最新PNAS文章

　　生物通报道：来自中科院微生物研究所，西安文理学院，德州大学等处的研究人员发表了题为“Origin and evolution of carnivorism in the Ascomycota (fungi)”的文章，构建了子囊菌门食线虫真菌的发展史，填补了这方面进化研究的空白。相关成果公布在《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。

文章的通讯作者是微生物研究所刘杏忠研究员，以及德州大学休斯顿健康科学中心的安志强教授，其中安志强教授是世界著名的微生物学家、免疫学家，现任美国德克萨斯大学健康科学中心（休斯顿）教授，德克萨斯药物研究中心主任。文章的第一作者之一是西安文理学院生物技术学院徐玲玲博士。

有些真菌有一种特殊的基础捕食方式，那就是食虫作用（carnivorism），这样的真菌能通过精巧的捕捉设备，捕捉和消化猎物。但是这种作用的起源和发展，至今科学家们还并不了解。

在这篇文章中，研究人员分析了5种蛋白编码基因，构建了子囊菌门食线虫真菌的发展史，填补了这方面进化研究的空白。

随着国际真菌基因组学研究的快速发展，国内不同真物学研究实验室已完成或正开展基因组测序的真菌达60种以上。其中子囊菌门（Ascomycota）是最多的一类，已经公布的基因组序列已经有42种。这类高等真菌种类繁多，有不少我们熟知，并对人类生活非常重要的真菌，比如酵母菌、冬虫夏草、青霉菌、可以食用的羊肚菌等，当然也有很多种为植物致病菌。

子囊菌门食线虫真菌能通过特殊的捕获结构，比如收缩环，或者黏着陷阱来捕捉线虫。研究人员分析发现了这些捕获结构在进化过程中的发展模式。

他们通过两个化石记录的分子钟标定，发现了真菌食线虫是来自约4亿年前腐生生物开始出现的分支。主动食虫作用（具有收缩环的真菌）和被动食虫作用（黏着陷阱的真菌）则是从2.46亿年前相互分离出来。主要的黏着陷阱是在1.98-2.08亿年前进化出现的。

并且研究人员也发现这些主要的食线虫子囊菌门分支与白垩纪-第三场生物灭绝事件无关，因此这项研究并没有提出大型生物灭绝与真菌食虫作用之间因果关系的证据，还需要更多化石研究，来分析真菌食虫作用进化是否是大灭绝事件的结果。

除此之外，在真菌研究方面，近期研究人员在人肠道内检测并分析了人体内的共生真菌群落，发现这种微生物与溃疡性结肠炎有重要关联。该研究发表在Science杂志上。

研究人员在哺乳动物肠道中发现了丰富的真菌群落。研究显示这些真菌能通过先天免疫受体Dectin-1与免疫系统相互作用。Dectin-1蛋白由白细胞产生，被免疫系统用来检测和杀死真菌。研究人员通过测序发现了Dectin-1 (CLEC7A)基因的多态性，该基因的突变与严重的溃疡性结肠炎关系紧密。这项研究能显著扩展人们对肠道中的共生真菌的了解，同时能帮助人们进一步理解真菌在疾病中的作用。该研究对于人类疾病研究有着重要启示。

（生物通：万纹）

原文摘要：

Origin and evolution of carnivorism in the Ascomycota (fungi)

Carnivorism is one of the basic life strategies of fungi. Carnivorous fungi possess the ability to trap and digest their preys by sophisticated trapping devices. However, the origin and development of fungal carnivorism remains a gap in evolution biology. In this study, five protein-encoding genes were used to construct the phylogeny of the carnivorous fungi in the phylum Ascomycota; these fungi prey on nematodes by means of specialized trapping structures such as constricting rings and adhesive traps. Our analysis revealed a definitive pattern of evolutionary development for these trapping structures. Molecular clock calibration based on two fossil records revealed that fungal carnivorism diverged from saprophytism about 419 Mya, which was after the origin of nematodes about 550–600 Mya. Active carnivorism (fungi with constricting rings) and passive carnivorism (fungi with adhesive traps) diverged from each other around 246 Mya, shortly after the occurrence of the Permian–Triassic extinction event about 251.4 Mya. The major adhesive traps evolved around 198–208 Mya, which was within the time frame of the Triassic–Jurassic extinction event about 201.4 Mya. However, no major carnivorous ascomycetes divergence was correlated to the Cretaceous–Tertiary extinction event, which occurred more recently (about 65.5 Mya). Therefore, a causal relationship between mass extinction events and fungal carnivorism evolution is not validated in this study. More evidence including additional fossil records is needed to establish if fungal carnivorism evolution was a response to mass extinction events.

作者简介：

安志强（Zhiqiang An）教授是世界著名的微生物学家、免疫学家，现任美国德克萨斯大学健康科学中心（休斯顿）教授，德克萨斯药物研究中心主任。安教授是Robert A. Welch教授，这一荣誉是在人类健康科学领域做出宝贵贡献的象征，也是取得重大成就的标志。曾任美国Merck Research Laboratories、Epitomic公司首席科学家和高管，多次获得美国NIH项目。他目前是总经费为650万美元的6个研究项目的负责人，其中3个项目来自NIH。安教授一直从事分子免疫学研究，多年来致力于真菌天然药物、抗体药物等的研发工作，利用单克隆抗体技术平台研究HER/ErbB信号通路中的癌症药物抗性机制，研发可应用于诊断及治疗的抗体。安教授共发表了60余篇论著，包括2本专著，有7个已授权及申请中的专利,在其职业生涯中，9个治疗抗体发展到临床前和临床开发阶段。

刘杏忠 博士 研究员，国家杰出青年基金获得者，中科院“****”入选者

1992年在北京农业大学获得理学博士学位；1997－1999年在明尼苏达大学做博士后，先后在北京农业大学、中国农科院任助教、讲师、助研、副研及研究员。现任真菌地衣系统学重点实验室主任。中国菌物学会常务副理事长、中国植物病理学会常务理事；《植物病理学报》副主编、《菌物学报》常务副主编、《Mycology》、《菌物研究》、《中国生物防治学报》、《生物多样性》等期刊编委；2004年获国家科技进步二等奖，发表专著2部，编著3部，在PNAS、PLoS One、BMC Evol Biol、FEMS Microbiol Ecol、Fungal Div、Mycol Res、Mycologia、Biol Control等SCI收录刊物上发表70余篇论文。

研究内容：主要研究兴趣是特殊环境真菌群落结构、功能；真菌与线虫和昆虫协同进化及其分子和化学机制。