2025-03-16
前言
真菌是地球上生物多样性不可或缺的组成部分，广泛分布于各类生态环境中，与全球碳循环、植物生长、人类健康及环境污染治理等议题紧密相连，深入探究真菌在生态系统中的功能与动态，对于把握生态系统的运作规律、维护生物多样性、应对环境危机及推动可持续发展具有深远意义。
随着高通量测序技术与生物信息学方法的革新突破，真菌研究已迈入多组学整合解析的新纪元。基因组、转录组及表观组等多维数据的深度融合，不仅系统揭示了真菌的生物学特性、代谢网络及进化规律，更在医学抗感染药物研发、农业病害防控、工业酶制剂开发及环境修复等领域展现出强大的转化潜力。本期小派给大家分享几篇真菌多组学类的项目文章，跟随小派一起学习一下吧~
项目文章一
基因组测序+转录组测序研究高黎贡牛樟芝基因组特性及次级代谢产物生物合成的转录调控机制
发表期刊：Journal of Fungi
影响因子：4.2
测序平台：Illumina + Nanopore
分析内容：真菌基因组近完成图测序、次级代谢产物基因簇分析、共线性分析、进化树构建、转录组测序、qPCR验证等
研究结果：
本研究对高黎贡牛樟芝进行了全基因组denovo测序，并与11种其他真菌进行了比较基因组学分析，主要发现包括：
（1）基因组特征：T. gaoligongensis 基因组大小为34.58 Mb，GC含量50.72%，与其他真菌有显著差异；
（2）次级代谢产物：AntiSMASH分析识别出多种次级代谢产物基因簇，如TgPKS1、TgPKS3、TgTRI5等；
（3）转录组分析：不同培养条件下，特定基因（如TgPKS和TgTPS）表达水平变化显著，转录因子（TFs）对其有正向调控作用。
本研究提供了激活沉默基因簇的新策略，包括基因沉默、异源表达等，有助于开发新的生物活性化合物和推动药物研发。
项目文章二
基因组denovo测序+比较基因组分析+实验端验证确定金针菇γ-氨基丁酸合成关键基因Gad
发表期刊：Journal of Fungi
影响因子：4.2
测序平台：Illumina + PacBio
分析内容：真菌近完成图、基因家族分析、进化树构建、qPCR、异源表达质粒构建等
研究结果：
该研究利用 PacBio Sequel和Illumina NovaSeq平台对单核菌株Fv-HL23-1进行基因组测序与组装。分析发现，该基因组全长40.96 Mb，包含14,256个蛋白质编码基因，且Fv-HL23-1与蜜环菌、香菇和裂褶菌进化关系密切，同时拥有589个碳水化合物活性酶，木质纤维素降解能力较强，还有108个CYP450基因家族成员，在抵抗压力、合成次级代谢产物等过程中发挥重要作用。研究还鉴定出可能负责GABA合成的Ff-GAD1和Ff-GAD2蛋白，经分子对接分析，Ff-GAD2 可能具有更好的催化活性。通过在单核黄斑离褶伞菌丝体中异源表达 Ff-gad2，发现其能使黄斑离褶伞菌丝体的 GABA 含量增加，生长速率提高，鲜重增加，且 Ff-gad2 基因的内含子有助于其异源表达。该研究为阐明食用菌GABA代谢途径奠定了基础，也为培育富含GABA的食用菌品种提供了科学依据。
项目文章三
基因组学与代谢组学揭示Geomyces sp. WNF-15A常温红色色素合成机制
发表期刊：Synthetic and Systems Biotechnology
影响因子：4.4
测序平台：Illumina + PacBio
分析内容：真菌近完成图、重测序变异检测、代谢组学等
研究结果：
本研究对极地嗜冷真菌 Geomyces sp. WNF-15A 及其突变株进行基因组测序和比较分析，从 2309个SNP和256个Indel中鉴定出11个可能与低温适应性红色素（AGRP）合成相关的突变基因，并通过构建CRISPR-Cas9基因编辑系统验证其功能，发现敲除 scaffold1.t692 和 scaffold2.t704可显著提高AGRP合成并打破常温限制；比较代谢组学分析表明，敲除 scaffold1.t692通过调节全局代谢途径尤其是下调竞争途径来提高AGRP合成。该研究为极地嗜冷真菌资源的开发利用提供了新参考，有助于揭示真菌低温适应机制。
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文章索引：
1.Zhang, Yadong, et al. Genomic Features of Taiwanofungus gaoligongensis and the Transcriptional Regulation of Secondary Metabolite Biosynthesis. Journal of Fungi, vol. 10, 2024, 826. https://doi.org/10.3390/jof10120826
2.Li, Wenyun, et al. Whole-Genome Sequence Analysis of Flammulina filiformis and Functional Validation of Gad, a Key Gene for γ-Aminobutyric Acid Synthesis. Journal of Fungi, vol. 10, 2024, 862. https://doi.org/10.3390/jof10120862
3.Long, Haoyu, et al. Comparative omics directed gene discovery and rewiring for normal temperature-adaptive red pigment synthesis by polar psychrotrophic fungus Geomyces sp. WNF-15A. Synthetic and Systems Biotechnology, vol. 9, 2024, pp. 842–852. https://doi.org/10.1016/j.synbio.2024.07.002
