近日，mBio刊登了中國(guó)科學(xué)院微生物研究所真菌學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室趙瑞琳?qǐng)F(tuán)隊(duì)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(guó)科學(xué)院微生物研究所真菌學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
論文鏈接：https://doi.org/10.1128/mbio.02855-24
- 概述 -
在進(jìn)化過程中水平基因轉(zhuǎn)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(gòu)成了物種間相互纏結(jié)的“生命之網(wǎng)”，也促進(jìn)了在同一環(huán)境下物種之間的趨同進(jìn)化?，F(xiàn)有研究已表明HGT在原核生物的進(jìn)化歷程中扮演著舉足輕重的角色。然而，人們對(duì)真菌中HGT現(xiàn)象的了解仍較為有限。近日，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所趙瑞琳研究團(tuán)隊(duì)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(yīng)性不同生活類型中發(fā)揮重要作用，為理解HGT對(duì)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(tuán)隊(duì)通過對(duì)829個(gè)真菌基因組進(jìn)行系統(tǒng)性分析，發(fā)現(xiàn)其中750個(gè)存在20,093個(gè)源自原核生物的HGT基因，涵蓋8,815個(gè)獨(dú)立的HGT事件。這些基因主要參與細(xì)胞代謝和細(xì)胞功能，暗示它們可能在真菌適應(yīng)環(huán)境過程中發(fā)揮了重要作用。進(jìn)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(jìn)化中對(duì)外源基因的引入產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。研究還發(fā)現(xiàn)，這些轉(zhuǎn)移基因在進(jìn)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(nèi)含子的HGT基因表現(xiàn)出更高的表達(dá)水平，提示內(nèi)含子的獲得可能促進(jìn)這些基因在真菌基因組中的適應(yīng)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(guó)科學(xué)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(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略生物資源計(jì)劃及河南省重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)等項(xiàng)目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1128/mbio.02855-24
- 通訊作者 -
中國(guó)科學(xué)院微生物研究所
趙瑞琳
研究員，大型真菌進(jìn)化基因組與食用菌種質(zhì)創(chuàng)新課題組組長(zhǎng)
趙瑞琳，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所研究員，中國(guó)科學(xué)院大學(xué)課程首席教授，博士生導(dǎo)師，國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家。擔(dān)任Fungal Diversity、Mycosphere、Food Science and Human Wellness、Journal of Systematics and Evolution、Mycology：An International Journal on Fungal Biology等多個(gè)國(guó)際權(quán)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(xué)及進(jìn)化基因組學(xué)、重要食用菌生物信息學(xué)研究和種質(zhì)創(chuàng)新工作。
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