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　　在森林土壤中，木材分解真菌、枯枝落葉分解真菌和外生菌根真菌形成錯綜復雜的菌絲網(wǎng)絡。作為有機物的分解者，腐生真菌對森林生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動中發(fā)揮不可替代的作用。作為植物的共生伙伴，外生菌根真菌可以將植物光合作用合成的碳水化合物轉(zhuǎn)移到土壤微生物群落中，供微生物利用。研究腐生真菌和共生真菌在碳源、氮源獲取和有機質(zhì)降解方面的異同，將有助于認識生態(tài)系統(tǒng)中不同營養(yǎng)類型真菌參與的生態(tài)過程和功能。

　　牛肝菌目是傘菌綱中物種最為豐富的類群之一，包括5個亞目，16個科，約1000個物種，廣布全球，往往在森林演替后期出現(xiàn)。該目絕大多數(shù)為共生型的外生菌根真菌，宿主植物多樣，但基部類群為腐生型的褐腐真菌，是研究真菌營養(yǎng)類型演變的理想對象。在對該目代表性物種基因組測序的基礎上，通過比較基因組學分析，研究發(fā)現(xiàn)牛肝菌目物種從褐腐習性轉(zhuǎn)向外生菌根共生習性的進化過程中，在基因組水平發(fā)生了三個創(chuàng)新：1）顯著性地丟失了植物細胞壁降解酶系的關鍵基因，但仍保留了降解的一定能力，雖然營共生習性的支系情況各不相同；2）發(fā)生了轉(zhuǎn)座元件的擴張，同時促進了編碼蛋白酶、脂酶和小分泌蛋白等基因的形成；3）在晚中新世，共生型的牛肝菌科和乳牛肝菌亞目物種發(fā)生了明顯的基因擴張，這可能與宿主植物或牛肝菌生境偏好有關。 

　　該研究是由中國科學院昆明植物研究所楊祝良研究團隊和法國國家農(nóng)業(yè)食品與環(huán)境研究院南錫中心Francis Martin團隊合作完成，研究成果近日以“Evolutionary innovations through gain and loss of genes in the ectomycorrhizal Boletales”為題在New Phytologist雜志上在線發(fā)表，中國科學院昆明植物研究所吳剛副研究員和法國國家農(nóng)業(yè)食品與環(huán)境研究院南錫中心Shingo Miyauchi博士為該論文的共同第一作者。該項目得到中國科學院B類先導專項、中國科學院國際合作局對外合作重點項目、國家自然科學基金面上項目、中國科學院青年創(chuàng)新促進會項目、國家留學基金管理委員會等經(jīng)費的支持。 

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圖1 牛肝菌目代表物種的基因組組裝和注釋結果 

圖2 牛肝菌目代表物種的分泌蛋白組特征 

圖3 牛肝菌目不同營養(yǎng)類型真菌相關基因間的置換多元方差分析 

圖4 基于Kimura距離的轉(zhuǎn)座元件差異分析（紅色：外生菌根真菌，藍色：褐腐真菌） 

圖5 牛肝菌屬物種共線性分析（a,b）和轉(zhuǎn)座元件與分泌型蛋白基因在基因組上的平均距離分析（c） 

圖6 牛肝菌目物種基因復制歷史重建（a）和演化過程中基因復制速率的變化（b）