真菌学国家重点实验室在捕食性子囊菌的起源研究方面取得新进展

    7月3日，《美国国家科学院院刊》（PNAS）在线发表了由中国科学院微生物研究所刘杏忠研究员和University of Texas的安志强教授共同领导的研究团队在捕食性子囊菌起源与进化方面所取得的新进展（http://www.pnas.org/content/109/27/10960.abstract）——Origin and evolution of carnivorism in the Ascomycota (fungi)。

    捕食性真菌是通过营养菌丝形成的特化捕食结构来捕获线虫、变形虫等微小生物作为营养源的一类特殊种群。由于其独特的生态特性，捕食性真菌的起源与进化引起了科学界的广泛兴趣。2007年，由刘杏忠和安志强共同领导的研究团队对捕食性子囊菌（占捕食性真菌的90%以上）捕食结构的进化历程作出了较为详细的论证，发现原始捕食结构由于捕食机制的不同，分别形成了主动类的收缩环捕食结构和被动类的粘性捕食结构(PNAS 104：8379)。随后，SCIENCE（318：1743, 2010）报道了一种已灭绝捕食结构的真菌化石。Duke University的Heitman教授认为这两项研究为研究捕食性真菌的系统发育铺平了道路(Faculty of 1000：1098524)。

    在前期工作的基础上，刘杏忠和安志强领导的研究团队通过对精心选择的、代表6种捕食结构的16种捕食性子囊菌的5个蛋白质编码的基因片段进行分析，结合相关的化石证据和分子钟计算，推测捕食性子囊菌的祖先可能起源于4.19亿年前；在2.46亿年前，主动类的收缩环捕食结构和被动类的粘性捕食结构发生分化；而粘性捕食结构在1.98-2.08亿年之间快速分化并形成现存捕食结构的主要分支。而基于捕食结构为收缩环的Drechslerella stenobrocha基因组数据，通过独立的时间校正点对1069个同源蛋白序列分析，推测主动类的收缩环捕食结构和被动类的粘性捕食结构的分化事件在2.60亿年前，与上述分析结果高度接近。

    由于捕食性子囊菌两次重大分化事件的发生事件接近于2.51亿年前的二叠纪——三叠纪的物种大灭绝事件以及2.01亿年前的三叠纪——侏罗纪的物种大灭绝事件，研究团队进而推测物种大灭绝所导致的大量有机物，促使线虫大量繁衍，而真菌为了获取氮源，可能在恶劣环境压力胁迫下，驱动了子囊菌捕食能力的进化。该研究为真菌在极端环境下的适应性进化提供了新的理论。