9月28日，華中農業大學植物科學技術學院邊銀丙教授領銜的應用真菌研究團隊在Journal of Advanced Research（2020 IF=10.479）上在線發表了題為“Population genomics provides insights into the genetic basis of adaptive evolution in the mushroom-forming fungus Lentinula edodes”的研究論文，張荊城碩士和博士生沈楠為論文共同第一作者，肖揚副教授為通訊作者。該研究首次使用群體基因組方法探究了具有重要經濟價值的大型真菌進化史，解析了香菇適應性進化的遺傳基礎，將為香菇優良品種選育奠定重要的理論基礎。

香菇是全球最重要的食用菌，產量占世界栽培食用菌總產量的22%，居各種類首位。生態適應和人工選擇都可推動香菇基因組的進化，但其表型-基因型-適應性之間的聯系尚不明確。研究團隊基于133個香菇菌株，開展了基因組重測序和栽培試驗。群體基因組研究將供試菌株分為3個亞群，亞群間具有顯著的地理分布特征、表型分化和溫度響應差異。3個亞群獨立分化于36,871世代以前，現代香菇栽培品種可能起源于我國東北附近地區。結合基因組掃描和全基因組關聯分析，研究團隊發現了大量與群體間遺傳和表型分化相關的候選基因。其中環境響應，信號轉導，轉錄調控，細胞周期調控，真菌細胞壁重塑，蛋白質降解，以及代謝和運輸相關功能基因尤為重要。結合子實體發育的轉錄組研究發現，相當一部分群體分化相關基因參與了子實體發育的過程。研究團隊構建了香菇適應性進化過程中遺傳和表型分化的模型。研究表明，對當地環境尤其是溫度的適應引發了香菇群體的遺傳和表型分化。

研究團隊還結合基因組、遺傳和表型數據解析了香菇子實體相關性狀的遺傳基礎，深化了對蘑菇形成真菌子實體發育的認識水平。今年3月論文以“RNA-Seq-based high-resolution linkage map reveals the genetic architecture of fruiting body development in shiitake mushroom, Lentinula edodes”為題，在線發表于Computational and Structural Biotechnology Journal雜志（2020 IF=7.271）。研究團隊構建了香菇的超高密度遺傳連鎖圖，定位了29個與子實體相關性狀關聯的QTLs, 以及3個基因組熱點區域。利用meta-QTL分析檢測到7個多效性QTLs，發現它們調控子實體相關性狀間的表型，挖掘出33個調控子實體發育的重要候選基因。張琳碩士和龔文兵博士為Computational and Structural Biotechnology Journal文章的第一作者，通訊作者為肖揚副教授。

香港中文大學關海山教授團隊，美國克拉克大學David Hibbett教授團隊及美國能源部聯合基因組研究所Igor Grigoriev教授團隊參與了部分研究工作。相關研究獲得了國家自然科學基金、國家重點研發計劃和湖北省重點研發計劃等項目的資助。

圖1 香菇群體結構與分化

圖2 適應進化過程中香菇遺傳和表型分化模型

圖3 香菇子實體相關性狀的遺傳基礎解析

文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2090123221001892

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