中美研究人員揭示冬蟲夏草為何長在高原
發布時間：2017-05-17
中美研究人員揭開了冬蟲夏草適應高原生長的秘密，相關成果于11日發表在了國際刊物《科學報告》上。
冬蟲夏草菌是一種常年生活在青藏高原高海拔環境下的子囊真菌，侵染了青藏高原高山草甸土中的蝠蛾昆蟲幼蟲而形成的菌蟲復合體常被稱為“冬蟲夏草”。在我國，冬蟲夏草是名貴中藥材，與人參和鹿茸并稱為“中藥三寶”，具有較高的藥用和科研價值。
“然而，其人工栽培至今尚未完全取得成功，究其原因是由于人們對冬蟲夏草菌在侵染宿主過程中的真菌致病性、高海拔生態環境適應性及其背后的遺傳基礎認識不足。”論文通訊作者、中國科學院昆明植物研究所高立志研究員說。
中美研究人員采用雜合組裝的策略，獲得了約116.42萬個堿基對的冬蟲夏草菌高質量參考基因組圖譜，注釋得到了7939個蛋白編碼基因，比較之前發表的基因組草圖，該研究獲得了完整的參考基因組圖譜，為從基因組水平上解析冬蟲夏草菌的真菌致病性、高海拔生態適應及其群體遺傳學等研究夯實了基礎。
研究發現，伴隨著青藏高原的抬升，冬蟲夏草菌基因組相比于其他低海拔近緣物種（如蛹蟲草等）變得異常龐大；有趣的是，與其基因組變大形成鮮明反差的是，冬蟲夏草菌的蛋白編碼基因卻發生快速丟失，致使其蛋白編碼基因的編碼區在進化過程中被劇烈壓縮。冬蟲夏草菌表現出的這種特性，可能是對高海拔環境變化的重要響應，也是造成其具有極高宿主專一性的原因。
研究還發現，與抗低溫密切相關的功能基因在冬蟲夏草菌中大量擴增，這可能有助于冬蟲夏草菌增強自身的抗寒性以便在青藏高原極端復雜的環境下得以生存。
“此外，我們的研究支持和證實了冬蟲夏草菌是一種同宗交配型真菌。”高立志解釋說，在冬蟲夏草菌的進化過程中，交配系統曾經歷過多次由同宗－異宗－同宗的轉換，并最終固定為同宗。“眾所周知，青藏高原生物種類稀少，冬蟲夏草菌的這種同宗交配方式，可能有助于其在青藏高原高海拔環境中快速、低成本地進行有性生殖和繁衍后代，這可能也是造成其有效群體變小的原因。”
該研究對促進冬蟲夏草珍貴野生資源的遺傳保護、加快其人工栽培具有重要意義。
來源‖新華網
