雙孢蘑菇是全球產(chǎn)值最高的食用菌，但其工廠化生產(chǎn)長期依賴國外引進(jìn)菌株。系統(tǒng)解析該物種的進(jìn)化歷史及其重要性狀的遺傳基礎(chǔ)，對創(chuàng)制具有自主知識產(chǎn)權(quán)的種質(zhì)資源具有重要的科學(xué)與應(yīng)用價值。近日，中國科學(xué)院微生物研究所趙瑞琳團(tuán)隊對雙孢蘑菇全球種質(zhì)資源開展了大規(guī)模群體基因組分析。該研究首次從進(jìn)化與馴化的視角，在全球范圍內(nèi)對該物種野生與栽培群體的遺傳資源進(jìn)行系統(tǒng)性評估，解析馴化過程中人工選擇的關(guān)鍵基因組特征，為發(fā)掘和利用具有高應(yīng)用價值的種質(zhì)資源及基因資源提供了直接依據(jù)。相關(guān)成果以題為“Genomic signatures of evolution and domestication in the button mushroom?Agaricus bisporus?”發(fā)表在Current Biology上。
該研究對482份全球分布的野生和商業(yè)雙孢蘑菇菌株進(jìn)行了全基因組重測序。群體基因組分析顯示，北美洲和歐洲分別是雙孢蘑菇的兩個分化中心；第四紀(jì)冰期導(dǎo)致的地理隔離促進(jìn)了群體分化，而間冰期群體發(fā)生顯著擴(kuò)張，頻繁的基因交流致使當(dāng)前雙孢蘑菇群體呈現(xiàn)復(fù)雜的混合起源與較高的遺傳多樣性。馴化與育種歷程分析表明，白色菌蓋是馴化過程中的關(guān)鍵選擇性狀。通過選擇清除分析和GWAS，研究定位到黑色素合成途徑中編碼多酚氧化酶的AbPPO1基因是調(diào)控菌蓋顏色變異的關(guān)鍵基因，其中該基因的單倍型AbPPO1Hap_2為白色菌株特有，雜交、遺傳轉(zhuǎn)化實驗及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析驗證了AbPPO1Hap_2為功能喪失型突變。
該研究將進(jìn)化基因組學(xué)與馴化遺傳學(xué)方法相結(jié)合，闡明了歷史氣候動態(tài)演變在塑造大型真菌遺傳多樣性中的作用，揭示了雙孢蘑菇的馴化歷史及其重要商業(yè)性狀——菌蓋顏色的遺傳機(jī)制，為雙孢蘑菇種質(zhì)資源的高效利用與分子育種提供了基因組學(xué)框架。
圖形摘要
中國科學(xué)院微生物研究所特別研究助理凌志琳、已畢業(yè)博士生陳國濤與張明晢為論文共同第一作者，趙瑞琳研究員為文章通訊作者。研究獲得國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和北京市食用菌創(chuàng)新團(tuán)隊等項目資助。
論文鏈接：?https://doi.org/10.1016/j.cub.2025.12.008
附件下載：
