近日，mBio刊登了中國科學院微生物研究所真菌學國家重點實驗室趙瑞琳團隊完成的研究工作“Uneven Distribution of Prokaryote-Derived Horizontal Gene Transfer in Fungi: A Lifestyle-Dependent Phenomenon”
題 目：Uneven distribution of prokaryote-derived horizontal gene transfer in fungi: a lifestyle-dependent phenomenon
發(fā)表雜志：mBio
第一作者：劉飛
通訊作者：趙瑞琳
第一單位：中國科學院微生物研究所真菌學國家重點實驗室
論文鏈接：https://doi.org/10.1128/mbio.02855-24
- 概述 -
在進化過程中水平基因轉移（horizontal gene transfer, HGT）使不同物種具有了執(zhí)行相同或相似功能的基因，構成了物種間相互纏結的“生命之網(wǎng)”，也促進了在同一環(huán)境下物種之間的趨同進化?，F(xiàn)有研究已表明HGT在原核生物的進化歷程中扮演著舉足輕重的角色。然而，人們對真菌中HGT現(xiàn)象的了解仍較為有限。近日，中國科學院微生物研究所趙瑞琳研究團隊在mBio上發(fā)表題為“Uneven Distribution of Prokaryote-Derived Horizontal Gene Transfer in Fungi: A Lifestyle-Dependent Phenomenon”的文章，系統(tǒng)揭示了真菌界中HGT事件，并發(fā)現(xiàn)真菌在適應性不同生活類型中發(fā)揮重要作用，為理解HGT對真菌生態(tài)類型的影響提供了重要依據(jù)，也為理解生物多樣性的形成和生態(tài)系統(tǒng)的功能提供新的視角。
研究團隊通過對829個真菌基因組進行系統(tǒng)性分析，發(fā)現(xiàn)其中750個存在20,093個源自原核生物的HGT基因，涵蓋8,815個獨立的HGT事件。這些基因主要參與細胞代謝和細胞功能，暗示它們可能在真菌適應環(huán)境過程中發(fā)揮了重要作用。進一步分析表明，真菌的生活類型顯著影響了HGT事件的頻率：寄生真菌的HGT基因數(shù)量最高，其次為腐生真菌，而共生真菌的HGT基因數(shù)量最少。這種分布模式說明，不同的生態(tài)角色和生活方式可能在真菌進化中對外源基因的引入產生了深遠影響。研究還發(fā)現(xiàn)，這些轉移基因在進化中經(jīng)歷了凈化選擇，以避免有害突變，從而保持功能穩(wěn)定性。此外，帶有內含子的HGT基因表現(xiàn)出更高的表達水平，提示內含子的獲得可能促進這些基因在真菌基因組中的適應性融合。
圖1. HGT在系統(tǒng)發(fā)育樹上的分布
圖片2 不同真菌類群中的HGT分布
中國科學院微生物所劉飛助理研究員為論文第一作者，趙瑞琳研究員為論文通訊作者。本研究得到了國家重點研發(fā)計劃、中國科學院戰(zhàn)略生物資源計劃及河南省重點研發(fā)專項等項目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1128/mbio.02855-24
- 通訊作者 -
中國科學院微生物研究所
趙瑞琳
研究員，大型真菌進化基因組與食用菌種質創(chuàng)新課題組組長
趙瑞琳，中國科學院微生物研究所研究員，中國科學院大學課程首席教授，博士生導師，國家重點研發(fā)計劃項目首席科學家。擔任Fungal Diversity、Mycosphere、Food Science and Human Wellness、Journal of Systematics and Evolution、Mycology：An International Journal on Fungal Biology等多個國際權威期刊的編委；發(fā)表SCI論文100余篇，其中近五年ESI論文4篇；主要開展大型真菌系統(tǒng)學及進化基因組學、重要食用菌生物信息學研究和種質創(chuàng)新工作。
課題組網(wǎng)站：http://mycolab.im.ac.cn/zhaoruilin
郵箱：zhaorl#im.ac.cn
