揭示为何只有高海拔的冬虫夏草质量好

2020-03-04 13:29 admin
中美两国的研究人员发现了冬虫夏草适应高原生长的秘密,并发表在“国际科学报告”上。
 
冬虫夏草(Cordycepssinensis)是一种长期生活在青藏高原高原的子囊真菌。它侵染青藏高原高寒草甸土壤中的人体蛾虫幼虫,其真菌-昆虫复合体常被称为"冬虫夏草"(Cordycepssinensis)。冬虫夏草(Cordycepssinensis)是一种有价值的中药,以人参和鹿茸为原料,被誉为"中药三宝",具有较高的药用和科研价值。
 
但是,它的人工栽培还没有完全成功,这是由于对冬虫夏草在侵染寄主过程中的真菌致病性缺乏了解,以及高原生态环境的适应性及其背后的遗传基础。"论文作者、中国科学院昆明植物学研究所研究员高立志说。
 
中美两国研究人员利用杂交组合的策略,获得了约116.42万对冬虫夏草高质量参考基因组图谱,对7939个蛋白质编码基因进行了评述,并对已发表的基因组草图进行了比较,获得了完整的参考基因组图谱,为从基因组水平分析冬虫夏草的真菌致病性、高原生态适应性和群体遗传学奠定了坚实的基础。
 
我们发现,随着青藏高原的海拔的升高,冬虫夏草的基因组比其他低海拔近缘物种(如蛹虫草等)变得极为庞大。)。有趣的是,与较大的基因组相比,冬虫夏草的蛋白质编码基因迅速丢失,导致其蛋白质编码基因的编码区在进化过程中受到强烈的压缩。冬虫夏草的这一特性可能是对高原环境变化的重要响应,也可能是冬虫夏草具有很高的宿主特异性的原因。
研究还发现,冬虫夏草中存在大量与低温抗性密切相关的功能基因,这可能有助于冬虫夏草抗寒性的增强,从而在青藏高原极其复杂的环境中生存。
 
此外,我们的研究还支持并证实了冬虫夏草是一种完全相同的交配真菌。高志解释说,在冬虫夏草的进化过程中,交配系统经历了从同音词到异性词到同音词的多次转换,并最终固定在同一个祖先上。众所周知,青藏高原生物种类较少。在青藏高原高海拔环境下,冬虫夏草的这种同型交配方式可能有助于冬虫夏草的快速繁殖和低成本繁殖,这也可能是其有效种群减少的原因之一。