我國科學(xué)家揭示大麗輪枝菌寄主適應(yīng)性的分子進(jìn)化機(jī)制

2017年11月6日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所科研團(tuán)隊(duì)首次闡明了大麗輪枝菌寄主廣譜性與?；詣討B(tài)平衡的基因組學(xué)基礎(chǔ)。大麗輪枝菌是一種毀滅性的維管束土傳植物病原真菌，曾與馬鈴薯晚疫病并列為世界頭號檢疫對象，寄主非常廣泛，能夠侵染8科660多種植物，包括很多具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的農(nóng)作物，全球范圍內(nèi)由大麗輪枝菌引起的黃萎病損失每年超過數(shù)百億美元。加工有害生物創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)通過鑒定來源于萵苣、番茄和棉花大麗輪枝菌對不同寄主的侵染能力，確證了來源于棉花的模式大麗輪枝菌Vd991對寄主棉花具有優(yōu)勢適應(yīng)性（?；裕┑奶卣?；在大麗輪枝菌Vd991全基因組測序基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)3者之間均衍生了約1 000個特異基因，提示大麗輪枝菌的泛基因組是開放的；基因組及編碼基因共線性分析發(fā)現(xiàn)，這些特異基因在3個大麗輪枝菌基因組中均形成了4個特異區(qū)段，暗示這些特異基因組區(qū)段與大麗輪枝菌對來源寄主的適應(yīng)性相關(guān)；對來源于棉花的大麗輪枝菌Vd991基因組的4個特異區(qū)段比較分析發(fā)現(xiàn)，其中1個區(qū)段（G-LSR2）與棉花枯萎病菌基因高度同源，進(jìn)一步的分子進(jìn)化分析也支持該區(qū)段由棉花枯萎病菌橫向水平轉(zhuǎn)移而來；該區(qū)段敲除后對寄主棉花的適應(yīng)性顯著下降，但不影響對其他寄主（萵苣和番茄）的致病性，而將該區(qū)段編碼基因?qū)雭碓从谌n苣和番茄的大麗輪枝菌中，則增強(qiáng)了其對棉花的寄主適應(yīng)性，同時(shí)還不影響對來源寄主萵苣和番茄的致病性，這證明了該區(qū)段是決定大麗輪枝菌寄主適應(yīng)性（?；裕┑年P(guān)鍵遺傳變異區(qū)域。該研究為進(jìn)一步闡明大麗輪枝菌侵染為害和致害機(jī)理，發(fā)展相應(yīng)的關(guān)鍵防控技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。