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中研院追溯基因演化 解开蕈类发光之谜

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【大纪元2020年12月15日讯】(大纪元记者徐翠玲台湾台北报导)台湾也有发光菇。中研院研究团队发现,蕈类最早的发光基因簇起始于1亿6千万年前,而这些基因由于特殊的演化机制被逐渐淘汰。研究团队用台湾物种解开了生态谜题,将有助于发光基因转殖于植物的应用。研究论文发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)。

俄国科学家2018年发现蕈类发光的主要基因簇。中研院生物多样性研究中心副研究员蔡怡陞研究团队,针对小菇支系采集了台湾4种发光以及1种不具发光的物种,解序其基因体,发现相较于其他支系,小菇支系的基因体大小差异特别大。

研究团队沿着基因线索往前追溯,再透过化石资料校正及分析42个菇类总共50万多个基因,推估出世界上第一株发光蕈类应出现于距今1亿6千万年前的侏罗纪,接着在距今约1亿4千万年前的白垩纪分化出小菇支系。

团队推测,小菇支系的发光基因簇位于高变异的位置,在演化过程中被不断重组,部分蕈类发光的功能也因此渐渐被淘汰,导致现今存在的发光基因散落在不同分支。目前还有发光蕈类存在,可能是因为其冷光刚好对适应环境有所帮助,例如:可透过光线吸引昆虫啃食、帮助散播孢子,继续繁衍。

研究团队也发现,在不同发育阶段及组织,有另外54个基因的表现量都跟着发光基因簇一同改变,代表这些基因可能正调控着真菌的发光程度。若能进一步掌握其调控,将有助了解真菌调控发光的生态意义。

论文第一及共同作者柯惠棉博士表示,这是全球第一个发表的小菇支系完整基因体的研究。除了有助于了解生物在面对不同环境的生存策略,也提供了研究的蓝图。未来研究团队将进一步探讨物种调控发光的机制。

蔡怡陞强调,虽然台湾目前对蕈类的研究着重于食用或药用功能,但发光蕈的应用已愈发成熟且备受重视。本次研究定序的5个物种皆在台湾采集,如目前仅在台湾发现的垦丁小菇及金星小菇等,也将成为国际间研究真菌的重要基因体资源。

责任编辑:郑桦

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