微生物所方衛(wèi)國(guó)教授實(shí)驗(yàn)室在PNAS發(fā)表論文
? ? ?新病原真菌的出現(xiàn)威脅糧食安全，物種多樣性，以及人類(lèi)健康。但人們對(duì)新病原真菌的成因卻知之甚少。羅伯茨綠僵菌既是昆蟲(chóng)病原真菌，又是植物根際真菌。進(jìn)化分析發(fā)現(xiàn)，綠僵菌的祖先只是一個(gè)植物相關(guān)真菌，侵染昆蟲(chóng)的能力是后期獲得。在綠僵菌的毒力進(jìn)化過(guò)程中，獲得突破昆蟲(chóng)體壁屏障的能力是關(guān)鍵事件。通過(guò)全基因組預(yù)測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)羅伯茨綠僵菌通過(guò)基因水平轉(zhuǎn)移從節(jié)肢動(dòng)物（3個(gè)）和細(xì)菌（15個(gè)）中共獲得了18個(gè)基因。3個(gè)Lipid carriers基因來(lái)自于節(jié)肢動(dòng)物 ，其中來(lái)2個(gè)參與利用昆蟲(chóng)外表皮上的蠟質(zhì)層，以蠟質(zhì)層為碳源。另一個(gè)參與定殖昆蟲(chóng)血腔。3個(gè)來(lái)自細(xì)菌的蛋白酶具特別的底物特異性；除了自身降解體壁內(nèi)表皮的蛋白之外，它們還誘導(dǎo)其它體壁降解酶的表達(dá)。多個(gè)降解酶協(xié)同作用降解體壁，幫助綠僵菌進(jìn)入血腔。通過(guò)基因水平轉(zhuǎn)移獲得的3個(gè)lipid carriers和1個(gè)蛋白酶基因是綠僵菌成為昆蟲(chóng)病原真菌的必要條件。綠僵菌屬的多種真菌具有不同的寄主范圍。分析發(fā)現(xiàn)，含羅伯茨綠僵菌HGT基因同源基因數(shù)目多，寄主范圍就廣；數(shù)目少，寄主范圍就窄。功能分析進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，基因水平轉(zhuǎn)移機(jī)制是決定綠僵菌寄主范圍的關(guān)鍵機(jī)制。
? ?上面研究表明，基因水平轉(zhuǎn)移是綠僵菌成為昆蟲(chóng)病原真菌的必要條件，它們與眾多垂直遺傳的基因的協(xié)同作用，使羅伯茨綠僵菌成為一個(gè)成功的昆蟲(chóng)病原真菌。方衛(wèi)國(guó)實(shí)驗(yàn)室前期工作發(fā)現(xiàn)，垂直遺傳的聚酮合酶基因簇通過(guò)基因復(fù)制和隨后的分化產(chǎn)生了兩個(gè)不同的基因簇，其中一個(gè)也增強(qiáng)了綠僵菌穿透昆蟲(chóng)體壁的能力。
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