野生红菇子实体。吴清平团队 供图

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团队发现潜在的制约红菇人工栽培的关键因素。相关研究以《灰肉红菇的全基因组测序及其与菌根特征的关联》为题发表于《基因》。

红菇是一种具有鲜明地域特色的野生食用菌品种，其中灰肉红菇是一种著名的外生菌根食用菌，主要分布在中国南方。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。由于红菇菌丝体在人工培养基上生长困难，尚没有人工栽培子实体的准确方法。南方可食用的红菇俗称“大红菌”，包含3个互为单系的系统发育分支，灰肉红菇只是其中的一个分支，其中的种相似度很高，所以灰肉红菇与其他红菇常常被混淆。

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，提取出高质量基因组DNA并运用二代和三代测序技术对灰肉红菇基因组进行测序，然后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。基于不同营养型真菌的单拷贝基因构建了系统发育树，将四个代表性物种与灰肉红菇进行了比较基因组学分析。

通过研究分析发现，灰肉红菇的碳水化合物水解酶的分布与其他菌根真菌如松茸和牛肝菌相似，而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）和碳水化合物酯酶（Ces），这可能是其难以利用人工碳源培养基完成生长的潜在原因。在灰肉红菇中未发现存在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寄主植物相互作用的特殊效应蛋白。

“大型真菌测定高质量基因组常规的研究方法是用其单核菌丝，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。”广东省科学院微生物研究所正高级工程师胡惠萍对《中国科学报》表示。

该研究结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基础。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.gene.2021.145996