灵芝被誉为“九大仙草”之一,具有极高的食药用价值和经济价值。自2012年首个灵芝基因组图谱公布以来,多个高组装质量的灵芝基因组为灵芝的基础研究提供了丰富的遗传信息。精确的基因结构信息对于后续的基础研究、应用开发和产业升级具有重要意义。然而,作为真核生物代表之一,灵芝的基因结构和转录活动复杂性远超预期。由于现有真核生物基因预测模型、软件的准确性及单物种基因数量庞大等因素的限制,在基因组水平上获取灵芝精确的基因结构信息仍面临巨大挑战。
针对上述问题,广东省科学院生物与医学工程研究所(以下简称“我所”)农产品加工团队联合中国中医科学院中药研究所、中国农业科学院农业资源与农业区划研究所和广东省中医院(广州中医药大学第二临床医学院)团队对灵芝GL0102两个不同交配型的单核体进行了全基因组测序,深入解析灵芝基因组信息。
在目前所有生物信息软件均不能完全准确预测基因结构的情况下,研究人员采用了最“原始”的手工校正方法:依据全长转录本和二代转录组数据,对其中一个单核(GL0102_53)的全部基因进行了手工校正。结果表明,在总共手工校正的近1.5万个基因中,仅有4277个基因与软件预测结果完全一致,83个由手工校正发现的新基因为预测软件完全忽略,手工校正显著提高了基因结构与功能注释的准确性。在此基础上,研究人员首次发现漆酶基因Gllac7具有两种可变剪接异构体,且两个异构体在木质素降解中发挥相反的功能,为灵芝降解木质素的分子机制提供了新的线索。
该研究获得国家自然科学基金等项目资助。相关研究成果分别发表在《BMC Biology》(中科院2区,影响因子4.5)和《International Journal of Biological Macromolecules》(中科院2区,影响因子8.5),我所王丽宁博士为第一作者,王庆福高级工程师为共同通讯作者。
论文信息:
(1) The golden genome annotation of Ganoderma lingzhi reveals a more complex scenario of eukaryotic gene structure and transcription activity. BMC Biology, 2024, 22:271.
(2) Alternative splicing of Gllac7 regulate lignin degradation in Ganoderma lucidum. International Journal of Biological Macromolecules, 2025:309.
原文链接:
https://bmcbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12915-024-02073-y
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141813025036384