研究破解蛹虫草基因组序列

近日来自中科院上海生命科学研究院植生生态所的研究人员在蛹虫草基因组研究方面取得新进展，相关研究论文于11月24日在线发表在《基因组生物学》（Genome Biology）杂志上。
领导这一研究的是植生生态研究所的“百人计划”课题组长王成树博士，王成树博士的研究领域主要包括昆虫病原真菌致病基因功能研究、真菌-昆虫相互作用的分子机制、丝状真菌菌种退化、衰老的分子机理和虫草菌发育生物学及活性成份代谢途径。
能够感染杀虫的真菌种类达1000多种，主要为子囊菌。其中，绿僵菌(Metarhizium)是一类重要的昆虫寄生真菌。它对寄主侵染过程包括粘附、孢子萌发、穿透虫体、体内发育和致死。这一过程是附着胞、表皮降解酶和破坏菌素等物质的生理生化作用的综合结果。由于其寄主范围广，致病力强，对人、畜、农作物无毒，无残毒、菌剂易生产，持效期长等优点，被开发为环境友好的真菌杀虫剂。蛹虫草，又称为北虫草、北冬虫夏草，为子囊菌亚门，亦具有杀虫特性，据报道其有良好的医药保健功能。
在这篇文章中，研究人员将蛹虫草和绿僵菌的基因组进行了对比分析。分析结果表明蛹虫草的出现较绿僵菌早约1.3亿年，各自独立进化而具有杀虫特性，但表现出协同进化的特点：与其他真菌相比，蛋白酶和几丁质酶等用于昆虫体壁降解的蛋白质家族表现出明显的扩张现象。基因组分析表明，蛹虫草基因组大约有16%的编码基因参与真菌—昆虫的相互作用，不存在编码对于人类有害的已知真菌毒素。研究首次表明，蛹虫草有性生殖类型为异宗配合，但单交配型菌株能够结实。此外，与其他真菌不同，其子实体发育主要受MAPK信号途径调控，而非MAPK和PKA共同调控。
该研究为深入了解虫草活性成分代谢途径及其有性生殖的分子调控机理提供了重要的基础数据。这一项目获得了创新2020、上海市科委及973等项目支持。