高质量单倍型基因组揭示大型食药用菌的高温适应性生长机制

热胁迫是大型食药用真菌栽培中最常见的环境胁迫之一，解析真菌耐热机制、选育耐热品种一直是食药用菌研究中的热点。硬毛粗盖孔菌（Coriolopsis trogii）是一种广泛分布、适应高温生长且具有潜在药用价值的白腐真菌，其最适生长温度为35℃左右，是研究真菌耐热或者高温适应性机制的良好材料。

省科学院生物与医学工程研究所生物工程研究室王丽宁博士与广东省中医院第二临床医学院黄志海教授、中国中医科学院中药研究所肖水明副研究员开展合作研究，获得两套C. trogii高质量的单倍型基因组并发现基因组中串联重复的热激蛋白基因簇与该菌耐热性形成有关，相关研究结果近日发表在国际期刊Microbiology Spectrum上。

该研究选择C. trogii菌株并进行单核化，分离的两个单核分别进行PacBio第三代高通量实时单分子测序并组装得到基因组。两个单核基因组分别为38.85Mb和40.19Mb，分别鉴定到13113和13309个基因。两个核之间杂合度较高，存在大量序列变异，其中存在于基因外显子区域的变异为后续等位基因表达水平鉴定提供了可能。在单倍型基因组鉴定到14个热激蛋白HSP20基因，其中4个互相之间序列相似度极高且成簇出现，推测其为通过串联重复产生的不同拷贝。此4个串联重复HSP20基因，均在35℃具有更活跃的表达活性，推测HSP20的串联重复增加了其基因剂量从而有利于其快速提高表达水平。研究人员进一步分析发现，大部分情况下其中一个单核上的4个串联重复HSP20基因相较于另一个单核具有明显更高的表达水平，说明等位基因表达具有一定偏好性，对后续菌种选育中单核的选择提供一定参考依据。C. trogii高质量单倍型基因组及串联重复HSP20基因的发现，为该真菌的高温适应性机制解析提供明确的遗传背景信息，为后续高温品种选育提供重要依据。

相关论文：Wang L, Liao B, Gong L, Xiao S, Huang Z. 2021. Haploid genome analysis reveals a tandem cluster of four HSP20 genes involved in the high-temperature adaptation of Coriolopsis trogii. Microbiol Spectr 9:e00287-21.

原文链接：https://journals.asm.org/doi/full/10.1128/Spectrum.00287-21

省科学院生物与医学工程所王丽宁/供稿