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  • 我院李晓琼科研团队成功解析一种非社会性昆虫共生真菌基因组特征


昆虫-真菌互作体系是研究种间协同进化的理想模型。植菌共生(fungus-farming mutualisms)是一种非常独特却有趣的昆虫-真菌共生现象,昆虫通过培植共生真菌,共生真菌为昆虫提供营养、保护等。但与社会性植菌昆虫(如白蚁、切叶蚁、食菌甲虫)相比,非社会性昆虫植菌共生研究却很少。Euops属象鼻虫是非社会性植菌昆虫的典型代表。其中,Euops chinensis Voss(鞘翅目:卷象亚科)是日本虎杖(Fallopia japonica)上的一种专食性昆虫,其与Penicillium herquei 真菌进化出了一种植菌共生关系:雌虫通过菌囊携带P. herquei,并在产卵前将真菌孢子接种到叶苞上,幼虫在叶苞中完成发育。

广西大学林学院李晓琼研究团队与广西壮族自治区农业科学院相关科研人员合作,对P. herquei的全基因组进行了测序及组装,并与两种研究较多的青霉(P. chrysogenumP. decumbens)进行了比较基因组学研究。结果表明,P. herquei的基因组含有大量与碳水化合物活性酶、纤维素和半纤维素降解、转运体和萜类化合物生物合成相关的基因。虽然三种青霉显示出相似的代谢和酶活潜力,但P. herquei共生菌基因组却含有较多与植物生物量降解、防御相关的基因,较少的致病性相关的基因。研究结果为P. herquei在植菌共生体系中的作用提供了分子证据,三种青霉在属水平显示的基因特征,也为Euops象鼻虫将多种青霉作为培植真菌提供了新见解。


三种青霉菌P. herqueiP. chrysogenumP. decumbens间共有和特有基因家族


相关研究成果以“Genome analysis and genomic comparison of a fungal cultivar of the nonsocial weevil Euops chinensis reveals its plant decomposition and protective roles in fungus-farming mutualism”为题发表在国际学术期刊《Frontiers in Microbiology》上(生物学2TopIF: 6.0644)。广西大学作为论文的第一单位,我院李晓琼副教授为论文的通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金(31800423331460115)和广西自然科学基金(2018GXNSFBA281172)的支持。

论文链接:https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2023.1048910/full