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Bipolaris sorokiniana 是一种半生物营养型真菌病原体，可引起禾谷类作物的叶部和根部病害，造成每年 10–50% 的产量损失。宿主抗性的反复失效以及对杀菌剂产生抗药性的病原群体的出现，凸显了阐明支撑病原体适应性与毒力的基因组机制的迫切需求。在此，我们基于 19 个全球分布菌株的基因组，首次提出了针对 B. sorokiniana 的全物种范围泛基因组学与系统层面的综合分析。 基于直系同源关系的分析揭示了一个开放型泛基因组，共包含 16,981 个直系同源群，可划分为保守的核心基因组（60.8%）和高度动态的可变基因组（39.2%）；后者由软核心组分（8.5%）、壳层组分（19.7%）和云层组分（11.0%）构成。核心基因主要与必需的细胞功能和代谢功能相关，而可变组分则富集于调控、胁迫响应和适应性过程。次级代谢产物谱分析鉴定出每个基因组中存在 39–54 个生物合成基因簇，并揭示出总体上高度保守的代谢库。基因家族进化分析表明，基因丢失多于基因扩张，提示基因组精简化和谱系特异性适应仍在持续进行。核心互作组由四个紧密连接的功能群落组成，分别调控基因组维持、核糖体生物发生、细胞生物能量学和蛋白质翻译。 总体而言，本研究将对 B. sorokiniana 的研究从单基因组分析提升至群体尺度分析，为理解致病性、适应性和基因组多样化的进化架构提供了关键见解。这些发现为病害监测、毒力决定因子的功能表征，以及制定持久抗性策略和开发新一代抗真菌药物以实现禾谷类作物病害的可持续管理，提供了宝贵的基因组资源。
Bipolaris sorokiniana 是一种半生物营养型真菌病原体，可引起禾谷类作物的叶部和根部病害，造成每年10–50%的产量损失。宿主抗性的反复失效以及对杀菌剂产生抗性的病原群体不断出现，凸显了阐明支撑病原体适应性与毒力的基因组机制的迫切需求。在此，我们基于19个来源于全球分布菌株的基因组，首次开展了针对 B. sorokiniana 的全物种范围泛基因组学和系统层面的综合分析。基于直系同源关系的分析表明，该物种具有一个开放型泛基因组，共包含16,981个直系同源群，可划分为保守的核心基因组（60.8%）和高度动态的可变基因组（39.2%）；后者进一步由软核心组分（8.5%）、壳层组分（19.7%）和云层组分（11.0%）构成。核心基因主要与基本细胞功能和代谢功能相关，而可变组分则富集于调控、应激响应和适应性过程。次级代谢产物分析鉴定出每个基因组含有39–54个生物合成基因簇，并揭示出整体上较为保守的代谢潜力。基因家族进化分析显示，基因丢失多于基因扩张，表明该物种正经历持续的基因组精简及谱系特异性适应。核心互作网络由四个高度连接的功能群落组成，分别调控基因组维持、核糖体生物发生、细胞生物能学和蛋白质翻译。总体而言，本研究将对 B. sorokiniana 的研究从单基因组分析提升至群体尺度分析，为理解致病性、适应性和基因组多样化的进化架构提供了关键见解。这些发现为病害监测和毒力决定因子的功能表征提供了宝贵的基因组资源，也为制定持久抗性策略和开发新一代抗真菌药物、实现禾谷类作物病害的可持续管理奠定了基础。
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.31.741966v1?rss=1
🏷️ 泛基因组学 植物病原真菌 毒力机制 基因组适应性 次级代谢基因簇 系统生物学