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湖南師范大學(xué)陳作紅教授團(tuán)隊(duì)在鵝膏屬鵝膏組真菌的毒素分布與進(jìn)化研究方面取得重要進(jìn)展
近日，湖南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳作紅教授團(tuán)隊(duì)在國(guó)際真菌學(xué)會(huì)會(huì)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(dú)立起源及演化時(shí)序。研究結(jié)果為我國(guó)毒蘑菇識(shí)別與風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警提供了理論依據(jù)，對(duì)我國(guó)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(lái)，長(zhǎng)期以來(lái)尚未明確。為解決上述問(wèn)題，陳作紅教授帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)，對(duì)過(guò)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(cè)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(jìn)化枝，其中該進(jìn)化枝中一小的亞進(jìn)化枝還同時(shí)能合成毒蕈堿；（2）鵝膏蕈氨酸/異鵝膏胺約在2800萬(wàn)年前出現(xiàn)，毒蕈堿則約在1500萬(wàn)年前出現(xiàn)，兩類毒素在鵝膏組中均為獨(dú)立起源，且演化過(guò)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(guó)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(guó)家自然科學(xué)基金及湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)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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