我院张猛教授课题组在国际真菌学协会旗舰期刊《IMA Fungus》杂志发表最新成果

       本网讯（通讯员 马庆周 图片 宋新争）近日，我院张猛教授课题组在中科院一区国际真菌学协会旗舰期刊《IMA Fungus》杂志（IF 5.4）在线发表了题为“The complete mitochondrial genomes of five critical phytopathogenic Bipolaris species: features, evolution, and phylogeny”的研究论文。

       平脐蠕孢属（Bipolaris）真菌是一个分布广泛的真菌类群。Bipolaris属的病原菌主要危害玉米、水稻和小麦等粮食作物，严重影响粮食的产量和品质。对Bipolaris属物种进行准确鉴定和分类有助于人们及时了解病害和控制病原。然而，Bipolaris属物种的形态鉴定面临着一些问题，如有性形态缺乏和无性形态混淆。此外，数据库中错误标注的序列信息也给Bipolaris属物种的分子鉴定带来了困扰。因此，利用线粒体基因组对Bipolaris属物种进行系统发育分析，对该属的准确鉴定和分类具有重要意义。
       在该研究中，张老师课题组对三个平脐蠕孢属（Bipolaris）物种（Bipolaris maydis，B. zeicola和B. oryzae）的线粒体基因组进行了测序、组装和注释，并将其与另外两个已报道的Bipolaris属物种（B. oryzae和B. sorokiniana）的线粒体基因组进行了比较分析。这五个线粒体基因组均为环状DNA分子，长度从106,403 bp到135,790 bp不等。5个Bipolaris属物种的线粒体基因组主要由13个核心蛋白编码基因（PCGs：atp6, cob, cox1, cox2, cox3, nad1, nad2, nad3, nad4, nad4L, nad5, nad6, 和rps3）、2个rRNA、一定数量的tRNA以及一些未知功能的开放阅读框（ORFs）组成。PCG长度、AT偏斜和GC偏斜在5个线粒体基因组中的13个PCG之间表现出较大的差异。在所研究的13个核心PCGs中，nad6在16个Pleosporales目物种中具有最小的遗传距离，表明该基因在进化过程中高度保守。此外，所有12个核心PCGs（不包括rps3）的Ka/Ks值均小于1，表明这些基因受到纯化选择的影响。比较线粒体基因组分析表明，内含子是造成Bipolaris属物种线粒体基因组大小变化的主要因素。Cox1基因的内含子在Pleosporales物种的进化过程中经历了频繁的得失。对五个Bipolaris属物种线粒体组的基因排列和共线性进行分析，发现其在属内高度保守。基于联合线粒体基因数据集的系统发育分析表明，五个Bipolaris属物种形成了具有良好支持率的拓扑结构。该研究首次报道了B. maydis和B. zeicola的线粒体基因组，并首次对Bipolaris属物种间的线粒体基因组进行了比较。研究结果将进一步促进Bipolaris属物种的群体遗传学、进化和基因组学的研究。

图 五个Bipolaris属物种的线粒体基因组结构图

       我院张猛教授、马庆周博士和成都大学李强副教授为论文共同通讯作者。我院硕士研究生宋新争为论文第一作者，耿月华副教授为共同第一作者。徐超副教授、郭雅双副教授和施艳教授参与指导了该项研究工作。21级植物保护专业本科生李嘉欣参与了部分研究。该研究得到河南农业大学作物学科合作交叉“优中选优”合作研究基金（CCSR2022-3）、河南省重点研发专项（231111111100）、河南省现代农业产业技术体系（HARS-22-02-G3）和河南农业大学高层次人才专项支持基金（30501502）等项目的资助。
       文章链接：https://doi.org/10.1186/s43008-024-00149-6