最近的一項名為“基因組分析揭示冬蟲夏草菌有性生殖與生活史的神秘性”的研究成果發(fā)表于Chinese Science Bulletin 2013年第23期上。研究揭示了冬蟲夏草菌的基因組復(fù)雜性、有性生殖控制基因的分布特征及高寒環(huán)境適應(yīng)機制等。該研究由中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植 物生理生態(tài)研究所王成樹課題組牽頭完成。
 

    冬蟲夏草在中國具有悠久的藥食用歷史，僅分布于青藏高原，為冬蟲夏草真菌感染蝠蛾幼蟲形成的菌蟲復(fù)合體。因相關(guān)的生物學(xué)問題大多不清楚，人工培養(yǎng)誘導(dǎo)冬蟲夏草菌有性生殖及產(chǎn)生子實體的技術(shù)問題仍沒有解決，導(dǎo)致市場價格奇高。過度的野外挖掘采集不僅導(dǎo)致當(dāng)?shù)丨h(huán)境的嚴(yán)重破壞，給物種的安全性也帶來嚴(yán)重威脅。

    該項研究通過基因組測序及比較基因組分析發(fā)現(xiàn)，冬蟲夏草菌與其他昆蟲真菌的進(jìn)化關(guān)系相近，但由于存在大量的轉(zhuǎn)座子重復(fù)序列而導(dǎo)致其基因組顯著擴張，比其他近緣的昆蟲病原真菌基因組大四倍左右，但編碼基因數(shù)量減少三分之一以上，表現(xiàn)出共生真菌而非昆蟲病原菌的典型特征。尤其不同的是，不同于其他近緣真菌種類，冬蟲夏草菌的單倍體基因組同時含有兩種互補的交配型基因，說明其單倍體細(xì)胞具有獨立進(jìn)行有性生殖及產(chǎn)生子實體的能力，但這一過程的誘導(dǎo)與仍不清楚的當(dāng)?shù)丨h(huán)境因子有關(guān)。研究還發(fā)現(xiàn)冬蟲夏草菌的細(xì)胞內(nèi)含有大量的油性脂滴，基因組編碼有額外的抗凍蛋白及脂肪酸去飽和酶等，從而保障冬蟲夏草菌適應(yīng)高寒的青藏高原環(huán)境。

    該項研究成果有利于促進(jìn)冬蟲夏草菌與昆蟲相互作用的機理研究，進(jìn)一步功能解釋不同基因參與合成的生物活性分子，以及研究揭示青藏高原環(huán)境特有的生物或非生物因子如何誘導(dǎo)有性生殖及子實體發(fā)育，從而為實現(xiàn)冬蟲夏草的人工培養(yǎng)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。