Nature子刊：史上最大真菌的基因组揭秘

　　

生物通报道  蜜环菌（Armillaria fungi）是一群让人又爱又恨的家伙。对于吃货而言，它们味道鲜美。对于农民而言，它们是可恶的杀手。蜜环菌可在朽木上腐生，也可以寄生在树木根部，引起多种植物病害，如猕猴桃根腐病、苹果根朽病等。

蜜环菌会先杀死宿主的根，然后分解根部组织，引起烂根病。它们会在受感染的植物周围成群产生大量子实体，还会生成菌索——1毫米至4毫米宽的绳索状组织，它们在地下生长，搜寻新根，最后长成难以匹敌的庞然大物。尽管对农业的影响巨大，但人们对蜜环菌的致病性知之甚少。

如今，匈牙利的一组研究人员揭示了这种真菌如何传播和寄生，这项成果近日发表在《Nature Ecology & Evolution》上。研究人员利用PacBio的长读长测序技术，生成了四种蜜环菌的单倍体基因组。他们还将其与22种亲缘关系较近的腐生、半活体和菌根真菌进行了比较。

研究人员报告称，蜜环菌的基因组在真菌中算是“相当大的”，达到85 Mb，含有近2,6000个基因。相比之下，膨瑚菌科（Physalacriaceae）的基因组不到36 Mb，基因数目少于14,000。他们指出，蜜环菌基因组似乎在浸染植物和形态发生中采用古老的遗传工具。

根据基因定位和系统发育分析，研究人员估计该属在约2100万年前与亲缘关系最近的物种分离。从那时起，其他物种逐渐丢失基因，而蜜环菌却表现出基因组扩增。他们报告称：“蜜环菌基因组的转座元件表现出小幅的增加，并且均匀分布在scaffold上，表明基因组扩增并非由转座子所驱动。”

他们还研究了根状菌索（rhizomorphs），这是大量菌丝平行集聚并高度分化成根状的特殊组织。“根状菌索是蜜环菌属最独特的结构，这使得它们成为地球上最大的陆地有机体。”它们表达大量参与次生代谢、防御和降解的基因，表明主动吸收养分。

早前，美国俄勒冈地区曾发现了世界上最大的真菌个体——奥氏蜜环菌（A. ostoyae），占地2200英亩，约2400岁。不过，它是以地下延伸的菌丝/根状菌索的形式存在，而并非网上流传的巨大蘑菇。

研究人员希望他们的研究能减少未来的损失。随着基因组资源和后续研究越来越多，他们认为这一信息将带来有效的策略，从而遏制蜜环菌根腐病在各个林区内的蔓延和破坏。（生物通 薄荷）

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原文检索

Genome expansion and lineage-specific genetic innovations in the forest pathogenic fungi Armillaria

Nature Ecology & Evolution (2017)

doi:10.1038/s41559-017-0347-8