無(wú)性繁殖真菌積累有益突變的進(jìn)化新機(jī)制獲揭示

6月25日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所作物黃萎病防控創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在《BMC Biology》上在線(xiàn)發(fā)表“Dynamics of Verticillium dahliae race 1 population under managed agricultural ecosystems”論文，揭示了無(wú)性繁殖大麗輪枝菌在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中積累遺傳變異新機(jī)制，為作物黃萎病病原遺傳變異機(jī)理研究和防控靶點(diǎn)鑒定提供了理論依據(jù)。

據(jù)該團(tuán)隊(duì)戴小楓研究員介紹，大麗輪枝菌是一種毀滅性的土傳維管束病原真菌，在全世界范圍內(nèi)流行與傳播，危害馬鈴薯、茄子、棉花、向日葵等重要經(jīng)濟(jì)作物。團(tuán)隊(duì)前期通過(guò)大量病原學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，大麗輪枝菌具有積累有益突變以適應(yīng)寄主的特性，這種無(wú)性繁殖真菌積累有益突變、清除有害突變的進(jìn)化機(jī)制尚不清楚。

該研究在一個(gè)封閉農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行，在土壤消毒后播入大麗輪枝菌，并持續(xù)種植抗性寄主，共進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)7年的田間觀察和病原回收檢測(cè)。通過(guò)基因組比較分析發(fā)現(xiàn)，回收的子代群體相對(duì)于參考基因組，形成了20個(gè)主要遺傳變異熱點(diǎn)并與長(zhǎng)末端重復(fù)序列逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子緊密連鎖；大麗輪枝菌采用“寬進(jìn)嚴(yán)出”的策略來(lái)篩選和積累有益遺傳變異，上述突變僅有15%在子代群體中被固化下來(lái)，其他突變則被逐步淘汰。此外，研究還發(fā)現(xiàn)這些遺傳變異主要影響轉(zhuǎn)錄因子、蛋白激酶等信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能。該研究首次發(fā)現(xiàn)了無(wú)性繁殖大麗輪枝菌在抗性寄主選擇下，通過(guò)轉(zhuǎn)座子激發(fā)并選擇有益遺傳突變的進(jìn)化新機(jī)制。