11月3日，國(guó)際學(xué)術(shù)期刊PNAS 在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所王成樹(shù)研究組的研究論文：The trajectory and genomic determinants of fungal pathogen speciation and host adaptation。該研究揭示了寄主范圍不同的昆蟲(chóng)病原真菌—綠僵菌的物種形成、進(jìn)化路線及寄主專(zhuān)化性形成的遺傳學(xué)基礎(chǔ)。
自然界能夠感染殺蟲(chóng)的真菌種類(lèi)達(dá)1000多種，在不同昆蟲(chóng)種群的調(diào)控中發(fā)揮著重要的作用。其中，綠僵菌及白僵菌的一些種類(lèi)被發(fā)展成為環(huán)境友好的真菌殺蟲(chóng)劑，在農(nóng)林業(yè)害蟲(chóng)的持續(xù)控制中得到了良好的應(yīng)用。
已經(jīng)鑒定的綠僵菌種類(lèi)達(dá)10多種，分別有感染單個(gè)目昆蟲(chóng)的高度專(zhuān)化菌、感染2-3個(gè)目昆蟲(chóng)的中間型種類(lèi)，以及感染多個(gè)目、幾百種昆蟲(chóng)的廣譜菌。長(zhǎng)期以來(lái)，關(guān)于不同綠僵菌如何識(shí)別不同昆蟲(chóng)種類(lèi)、專(zhuān)性菌及廣譜菌的進(jìn)化方向及路線如何，以及不同綠僵菌種類(lèi)適應(yīng)不同寄主的基因組特征如何等均不清楚。在分析7種綠僵菌基因組信息的基礎(chǔ)上，王成樹(shù)研究組研究發(fā)現(xiàn)綠僵菌由專(zhuān)化性菌經(jīng)過(guò)中間型過(guò)渡物種向廣譜菌方向加速進(jìn)化，并與昆蟲(chóng)寄主表現(xiàn)出協(xié)同進(jìn)化的特征，期間伴隨著基因擴(kuò)張、蛋白家族擴(kuò)張、基因組結(jié)構(gòu)及生殖類(lèi)型變化等，尤其是與昆蟲(chóng)寄主識(shí)別相關(guān)的GPCR受體蛋白家族在廣譜菌中得到了顯著擴(kuò)張，從而能夠識(shí)別及適應(yīng)更多的寄主種類(lèi)；廣譜菌中與生物隔離相關(guān)的HET家族蛋白也表現(xiàn)出顯著的基因擴(kuò)張現(xiàn)象，從而加速了綠僵菌種化(speciation)的速率；研究同時(shí)表明綠僵菌的泛基因組是開(kāi)放的，預(yù)示著仍會(huì)有新的物種形成；該研究還證明了過(guò)渡物種的存在，支持了物種進(jìn)化的連續(xù)性學(xué)說(shuō)。
這一研究成果為進(jìn)一步開(kāi)展真菌—昆蟲(chóng)相互識(shí)別與互作機(jī)理研究奠定了良好的基礎(chǔ)。該項(xiàng)工作得到了中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)B項(xiàng)目及國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。
上海生科院揭示昆蟲(chóng)真菌遺傳進(jìn)化及寄主適應(yīng)機(jī)制
