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揭示無性繁殖真菌積累有益突變新機(jī)制相關(guān)研究近日在線發(fā)表于《BMC生物學(xué)》

2021-06-30 15:33:42來源：《中國科學(xué)報》

中國農(nóng)科院植物保護(hù)研究所作物黃萎病防控創(chuàng)新團(tuán)隊揭示了無性繁殖的大麗輪枝菌在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中積累遺傳變異的新機(jī)制

。相關(guān)研究近日在線發(fā)表于《BMC生物學(xué)》。

論文共同通訊作者戴小楓介紹，大麗輪枝菌是一種毀滅性土傳維管束病原真菌

，在全世界范圍內(nèi)流行與傳播

，危害棉花

、馬鈴薯

、茄子

、向日葵等重要經(jīng)濟(jì)作物

。團(tuán)隊前期通過大量病原學(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。但這種無性繁殖的真菌積累有益突變

、清除有害突變的進(jìn)化機(jī)制尚不清楚

。

該研究首先建立了一個封閉的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)，在土壤消毒后播入大麗輪枝菌(參考菌株)

，并持續(xù)種植抗性寄主

，進(jìn)行了長達(dá)7年的田間觀察和病原回收檢測。通過基因組比較分析發(fā)現(xiàn)

，回收的子代群體相對于參考基因組積累了2769個單核苷酸突變和750個短片段插入/缺失突變

，形成了20個主要遺傳變異熱點，并與長末端重復(fù)序列逆轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子Gypsy緊密連鎖

。

有意思的是

，大麗輪枝菌采用“寬進(jìn)嚴(yán)出”的策略來篩選和積累有益遺傳變異，上述突變僅有15%(509個突變)在子代群體中被固化下來

，其他突變僅在個體中存在并被逐步淘汰

。該研究還發(fā)現(xiàn)，這些遺傳變異造成編碼序列發(fā)生突變的基因378個

、啟動子區(qū)發(fā)生突變的基因604個

，主要影響了轉(zhuǎn)錄因子、蛋白激酶等信號轉(zhuǎn)導(dǎo)功能

。

該研究首次發(fā)現(xiàn)了無性繁殖大麗輪枝菌在抗性寄主選擇下

，通過Gypsy轉(zhuǎn)座子激發(fā)并選擇有益遺傳突變的進(jìn)化新機(jī)制，為作物黃萎病病原遺傳變異機(jī)理研究和防控靶點鑒定提供理論依據(jù)

。

（記者李晨)

責(zé)任編輯：孫知兵

關(guān)鍵詞：無性繁殖真菌有益突變機(jī)制

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