《G3-Genes Genomes Genetics》杂志
红菇，是一种具有鲜明地域特色的野生食用菌品种。但由于红菇菌丝体在人工培养基上生长困难，目前尚无人工栽培子实体的准确方法。
研究成果发表于《基因》杂志
近日，中国工程院院士、广东省科学院微生物研究所名誉所长吴清平研究团队找到了潜在的制约红菇人工栽培的关键因素，相关研究发表在《基因》(GENE)上。该研究成果，为大型真菌特别是菌根型真菌的营养生态进化研究，提供了基因数据支持，为下一步筛选灰肉红菇可利用的营养源奠定了基础，为促进灰肉红菇实现人工驯化的研究，迈出了重要的一步。
灰肉红菇是一种著名的外生菌根食用菌，主要分布在我国南方地区。因其富含多种对人体有益的维生素、氨基酸及矿物质，被当地人誉为长寿食品。此外，其还被证实具有免疫调节、抗癌、抗氧化、降血糖和降血脂等活性功效。
据广东省科学院微生物研究所的科研团队介绍，大型真菌测定高质量基因组常规的研究方法是用单核菌丝，而红菇是一个共生菌，迄今为止没有分离到菌丝，若采用新鲜子实体测定其基因组难度很大。
如何精准获取高质量的灰肉红菇基因组DNA，并进行测序，是科研人员面临的第一道难关。
论文《Whole genome sequencing of an edible and medicinal mushroom, Russula griseocarnosa, and its association with mycorrhizal characteristics》（灰肉红菇的全基因组测序及其与菌根特征的关联）中，研究人员通过对华南地区的红菇资源进行调查和鉴定，获得了准确的灰肉红菇子实体，并提取出高质量基因组DNA，运用二代和三代测序技术对灰肉红菇基因组进行测序，进行高通量测序数据的从头组装，并利用GeneMark-ES、BLAST、CAZy等数据库进行功能基因注释。
此外，基于不同营养型真菌的单拷贝基因构建了系统发育树，研究人员还将四个代表性物种与灰肉红菇进行了比较基因组学分析。
据悉，正常情况下，真菌会分泌一系列碳水化合物活性酶（CAZymes），反映它们对栖息地相关底物的特殊利用。但研究结果发现，灰肉红菇碳水化合物活性酶（CAZymes）的分布与其他菌根真菌如松茸、牛肝菌（均是难以人工栽培的品种）相似，其数量和种类较腐生菌而言偏少，特别是碳水化合物结合模块(CBMs)和碳水化合物脂酶(CEs)。
科研人员推测，系列碳水化合物活性酶（CAZymes）分泌缺失，可能是灰肉红菇难以利用人工碳源培养基完成生长的潜在原因。
相信很多熟悉山货的朋友们都知道，灰肉红菇在自然条件下生长是十分迅速的。而针对这一特性，科研人员在其丰富的能量代谢相关基因表达层面上，给出了答案。
与KOG数据库的结果相比，灰肉红菇从eggNOG数据库中共注释了6140个基因。
其中，与细胞内运输、分泌和囊泡转运、碳水化合物转运和代谢、脂质转运和代谢以及氨基酸转运和代谢相关的基因数量分别为1927个（31.38%）、1822个（29.67%）、1243个（20.24%）和1376个（22.41%）。这揭示，相对丰富的能量代谢相关基因可为灰肉红菇在自然条件下的快速生长奠定基础。
以往对菌根真菌和植物共生的研究表明，菌根真菌跟宿主植物会相互分泌效应因子，如小型分泌蛋白(MiSSPs)，从而促进共生。
然而，研究人员对一些特定的基因进行分析，结果发现，在灰肉红菇中未发现与菌根诱导相关的小型分泌蛋白(MiSSPs)，这表明在灰肉红菇中，可能存在一些与宿主植物相互作用的特殊效应蛋白。
研究结果为大型真菌特别是菌根真菌的营养生态进化研究，提供了基因数据支持。也为下一步筛选灰肉红菇可利用的营养源奠定基础。
https://doi.org/10.1016/j.gene.2021.145996
