大球蓋菇是近年來(lái)全國(guó)范圍內(nèi)產(chǎn)量急劇攀升的食用菌種類(lèi)，市場(chǎng)前景廣闊。針對(duì)傳統(tǒng)菌株鑒定手段準(zhǔn)確率低、重復(fù)性差、分辨力有限等問(wèn)題，并充分滿足產(chǎn)業(yè)對(duì)品種、專(zhuān)利菌株精準(zhǔn)鑒定和知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)技術(shù)的迫切需求，近日，中國(guó)科學(xué)院微生物研究所趙瑞琳?qǐng)F(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所高巍副研究員等研究人員，在Microorganisms期刊發(fā)表題為《High-Resolution Core Gene-Associated Multiple Nucleotide Polymorphism (cgMNP) Markers for Strain Identification in the Wine Cap Mushroom Stropharia rugosoannulata》的研究論文。該研究成功將基因組范圍內(nèi)的核心基因相關(guān)多核苷酸多態(tài)性（cgMNP）標(biāo)記應(yīng)用于大球蓋菇，實(shí)現(xiàn)了菌株的高分辨率分型，標(biāo)志著cgMNP作為“第二代MNP分子標(biāo)記”在真菌領(lǐng)域的進(jìn)一步拓展。
本研究是在大球蓋菇中首次成功驗(yàn)證cgMNP方法，對(duì)105個(gè)大球蓋菇菌株基因組重測(cè)序，鑒定276萬(wàn)SNP，篩選83個(gè)核心基因的cgMNP標(biāo)記。基于cgMNP構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)與遺傳相似性分析，不僅實(shí)現(xiàn)了菌株的高分辨率區(qū)分，還揭示了譜系劃分與馴化分化的遺傳基礎(chǔ)。特別地，研究發(fā)現(xiàn)線粒體脂代謝相關(guān)核心基因 Phosphatidate cytidylyltransferase mitochondrial 內(nèi)含865個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)，單基因即可實(shí)現(xiàn)全部85個(gè)栽培菌株的區(qū)分，表現(xiàn)出極高的物種內(nèi)部分辨能力，具有單基因快速溯源與品種認(rèn)證的潛力。
該成果是團(tuán)隊(duì)自2022年香菇和金針菇多核苷酸多態(tài)性（MNP）為基礎(chǔ)的第一代菌株鑒定標(biāo)記（Ling et al., Mycosphere，2022；Liu et al., Journal of Fungi, 2023）開(kāi)發(fā)；2024年，團(tuán)隊(duì)在雙孢蘑菇中首創(chuàng)cgMNP方法（Liu et al., Microbial Biotechnology）后，實(shí)現(xiàn)了以核心基因?yàn)殄^點(diǎn)的通用型分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)的又一個(gè)成功案例。實(shí)現(xiàn)了從特定物種的專(zhuān)屬性MNP標(biāo)記開(kāi)發(fā)，到基于核心基因的cgMNP標(biāo)記實(shí)現(xiàn)多物種通用鑒定，再到依托高多態(tài)性核心基因開(kāi)展單基因快速鑒定的技術(shù)迭代，開(kāi)啟了真菌品種分型與知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)的新路徑。
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，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所副研究員高巍和微生物所趙瑞琳研究員為論文共同通信作者，河北農(nóng)業(yè)大學(xué)李守勉教授團(tuán)隊(duì)也參與了部分工作。
本研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2022YFD1200605）、北京食用菌創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（BAIC03）和河北省重點(diǎn)研發(fā)（21326315D）等項(xiàng)目的資助。
全文鏈接：https://www.mdpi.com/2076-2607/13/7/1685
圖1.大球蓋菇基因組圈圖
圖2.基于核心基因相關(guān)MNP構(gòu)建的大球蓋菇系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)
參考文獻(xiàn)：
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