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真菌驯化为理解生物适应人造环境提供了有力框架，但有关奶酪相关真菌的基因组研究主要聚焦于青霉属霉菌。本研究通过比较9株奶酪分离株（隶属5个物种）与22株来自其他环境的近缘菌，考察了奶酪相关的丛赤壳科真菌——一个系统发育上与青霉属相距甚远的子囊菌类群。比较基因组分析揭示了两个奶酪相关属截然不同的演化轨迹。长赤壳属出现了广泛的基因家族扩张与重复，尤以营养物质转运、次级代谢和真菌识别相关基因受影响最为显著；相比之下，奶酪相关镰刀菌属则表现出基因组缩减，许多相同功能系统的基因也发生收缩。在家镰刀菌中，这种缩减还涉及生物合成基因簇、碳水化合物活性酶和肽酶，与其生态专化相符。我们还在两个奶酪相关镰刀菌属物种之间鉴定出一个长达75 kb、核苷酸序列一致性超过98%的区域，强有力地支持了近期水平基因转移的发生。该区域包含多个参与离子转运和耐盐的基因，其功能与此前在奶酪相关青霉属种群水平转移区域中发现的功能相同。综上，我们的研究揭示了真菌适应奶酪环境的多种基因组演化途径，并指出基因家族周转、适应性蛋白质演化和水平基因转移是共同塑造真菌在人为环境中演化的机制。
真菌驯化为理解生物对人为环境的适应提供了有力框架，但针对奶酪相关真菌的基因组研究大多集中于青霉属霉菌。本研究通过比较9株奶酪分离株（隶属于5个物种）与22株来自其他环境的近缘菌，考察了奶酪相关的丛赤壳科真菌这一系统发育上相距较远的子囊菌类群。比较基因组分析揭示，两个与奶酪相关的属呈现出截然不同的演化轨迹。长丛赤壳属发生了广泛的基因家族扩张与重复，尤以营养物质转运、特化代谢和真菌识别相关基因最为显著；相比之下，奶酪相关双镰刀菌属的基因组缩减，许多相同功能系统也发生收缩。在家养双镰刀菌中，这些缩减还涉及生物合成基因簇、碳水化合物活性酶和肽酶，符合其生态特化的特征。我们还在两个奶酪相关双镰刀菌物种间发现了一个长达75 kb、核苷酸序列一致性超过98%的区域，强有力地支持近期发生过水平转移。该区域含有多个参与离子转运和耐盐的基因，其功能与先前在奶酪相关青霉种群水平转移区域中发现的功能相似。总体而言，我们的研究揭示了真菌适应奶酪环境的多种基因组演化路径，并指出基因家族更替、适应性蛋白质演化和水平基因转移是共同塑造真菌在人为环境中演化的机制。
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关键词：奶酪适应 · 比较基因组学 · 基因家族演化 · 基因组缩减 · 水平基因转移
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.08.757356v1?rss=1