HGT在真菌适应性进化中的重要作用

　　

水平基因转移（HGT）在原核生物的进化历程中扮演着举足轻重的角色。然而，与原核生物相比，人们对真菌中HGT现象的了解仍较为有限。近日，中国科学院微生物研究所赵瑞琳研究团队在mBio上发表题为“Uneven Distribution of Prokaryote-Derived Horizontal Gene Transfer in Fungi: A Lifestyle-Dependent Phenomenon”的文章，系统揭示了HGT在真菌适应性进化中的重要作用，为理解真菌生态角色对HGT的影响提供了重要依据，也为理解生物多样性的形成和生态系统的功能提供新的视角。

研究团队通过对829个代表性真菌基因组进行系统性分析，发现其中750个存在20,093个源自原核生物的HGT基因，涵盖8,815个独立的HGT事件。这些基因主要参与细胞代谢和细胞功能，暗示它们可能在真菌适应环境过程中发挥了重要作用。进一步分析表明，真菌的生态角色显著影响了HGT事件的频率：寄生真菌的HGT基因数量最高，其次为腐生真菌，而共生真菌的HGT基因数量最少。这种分布模式说明，不同的生态角色和生活方式可能在真菌进化中对外源基因的引入产生了深远影响。研究还发现，这些转移基因在进化中经历了净化选择，以避免有害突变，从而保持功能稳定性。此外，带有内含子的HGT基因表现出更高的表达水平，提示内含子的获得可能促进这些基因在真菌基因组中的适应性融合。

中国科学院微生物所刘飞助理研究员为论文第一作者，赵瑞琳研究员为论文通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划、中国科学院战略生物资源计划及河南省重点研发专项等项目的资助。

图1.?HGT在系统发育树上的分布

图2. 不同真菌类群中的HGT分布

全文链接：https://doi.org/10.1128/mbio.02855-24