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湖南師范大學(xué)陳作紅教授團隊在鵝膏屬鵝膏組真菌的毒素分布與進化研究方面取得重要進展
近日，湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳作紅教授團隊在國際真菌學(xué)會會刊IMA Fungus（一區(qū)，IF = 6.2）發(fā)表了題為“The distribution and evolution of muscarine and the ibotenic acid biosynthetic gene cluster within the genus Amanita section Amanita revealed by phylogenomics”的研究論文。該研究首次揭示了毒蕈堿（muscarine）、鵝膏蕈氨酸（ibotenic acid）和異鵝膏胺（muscimol）三種神經(jīng)毒素在鵝膏屬鵝膏組（Amanita section Amanita）中的單系分布規(guī)律，明確了這些毒素在該類群中的獨立起源及演化時序。研究結(jié)果為我國毒蘑菇識別與風(fēng)險預(yù)警提供了理論依據(jù)，對我國蘑菇中毒預(yù)防與臨床診治具有重要意義。
鵝膏屬鵝膏組真菌是一類含神經(jīng)毒素的類群。早在19-20世紀(jì)，科學(xué)家便從該組模式種毒蠅鵝膏（Amanita muscaria）中陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了毒蕈堿、鵝膏蕈氨酸和異鵝膏胺。鵝膏屬鵝膏組的真菌在全球范圍內(nèi)每年均引發(fā)大量中毒甚至死亡事件。然而，該組中究竟哪些物種含有毒素、含何種毒素，其毒素是如何演化而來，長期以來尚未明確。為解決上述問題，陳作紅教授帶領(lǐng)的研究團隊，對過去20年采集、收集的101份鵝膏屬鵝膏組的標(biāo)本開展了多基因系統(tǒng)發(fā)育、系統(tǒng)基因組學(xué)、毒素及其合成基因的檢測以及分子鐘的分析。研究結(jié)果表明：（1）鵝膏組大部分物種均具有鵝膏蕈氨酸/異鵝膏胺生物合成基因簇，能合成上述兩種毒素，構(gòu)成該組的主要進化枝，其中該進化枝中一小的亞進化枝還同時能合成毒蕈堿；（2）鵝膏蕈氨酸/異鵝膏胺約在2800萬年前出現(xiàn)，毒蕈堿則約在1500萬年前出現(xiàn)，兩類毒素在鵝膏組中均為獨立起源，且演化過程中未發(fā)生性狀丟失。
湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院已畢業(yè)博士生蘇玉婷（現(xiàn)為宜春學(xué)院青年教師）與何正蜜副教授為共同第一作者，何正蜜副教授和陳作紅教授為本文共同通訊作者，寧夏疾病預(yù)防與控制中心徐飛教授和中國科學(xué)院昆明植物研究所楊祝良研究員參與部分工作。湖南師范大學(xué)為論文第一完成單位。該研究獲得國家自然科學(xué)基金及湖南省自然科學(xué)基金項目支持。
圖1 鵝膏蕈氨酸/異鵝膏胺生物合成基因簇與毒蕈堿在鵝膏屬鵝膏組中的系統(tǒng)分布
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