本网讯（通讯员 马庆周 图片 谢顺培）近日，我院张猛教授团队在中科院一区国际真菌学协会旗舰期刊《IMA Fungus》杂志（IF 5.2）在线发表了题为“The six whole mitochondrial genomes for the Diaporthe species: features, evolution and phylogeny”的研究论文。
间座壳属（Diaporthe）真菌是重要的植物病原菌，可引发大豆、苹果、葡萄等多种作物和果树的茎枯或枝枯病，造成严重经济损失。Diaporthe属是一个分类复杂的属，有超过1200种记录在真菌数据库中（https://www.indexfungorum.org/names/Names.asp）。由于Diaporthe属物种形态特征复杂，加上多基因系统发育分析仍然存在不足，许多已经命名的物种被划分为已知物种的同物异名。近年来，线粒体基因组已成为真核生物系统发育分析的一种可靠、有效的分子标记。随着基因组测序技术的快速发展，这极大提高了我们对真核生物之间系统发育关系的理解，并提供了一个更全面的基因信息来源。
在该研究中，对3个Diaporthe物种（Diaporthe eres ZM793、D. phaseolorum ZM33-4 和 Diaporthe sp. ZM41-5）的完整线粒体基因组进行了测序、组装，并加上NCBI数据库中已有的3个完整Diaporthe线粒体基因组（D. caulivora VNIIKR SE Dcaul3、D. longicolla MSPL 10-6 和D. sojae VNIIKR SE Dps12）进行了比较分析。六个Diaporthe线粒体基因组均为环状DNA分子，长度从53,646 bp 至108,865 bp不等。这六个Diaporthe属物种的线粒体基因组主要由15个核心蛋白编码基因（PCGs），包括atp6，atp8，atp9，cob，cox1，cox2，cox3，nad1，nad2，nad3，nad4，nad4L，nad5，nad6和rps3、2个rRNA、不同数量的tRNA以及一些未知功能的开放阅读框（ORFs）组成。PCG长度、AT偏度和GC偏度在6个线粒体基因组中的15个PCG之间表现出较大的差异。在所研究的15个核心PCGs中，nad1基因在13个Diaporthales目物种中15个核心PCGs的K2P遗传距离最小，表明该基因高度保守。所有15个核心PCGs的Ka/Ks值均<1，表明这些基因都受到自然条件选择的影响。比较线粒体基因组分析表明，内含子是造成Diaporthe属物种线粒体基因组大小变化的主要因素。在Diaporthales线粒体基因组的进化过程中，cox1基因的内含子发生了频繁的丢失/增加现象。尽管Diaporthales目物种的13个物种的线粒体基因组经历了大规模的基因重排，但6个Diaporthe属的线粒体基因组高度保守。基于联合15个线粒体核心PCGs的系统发育分析表明，六个Diaporthe属物种形成了具有较高支持率的拓扑结构。该研究首次报道了D. eres、D. phaseolorum和Diaporthe sp.的线粒体基因组，也是首次对Diaporthe属物种之间的线粒体基因组进行了比较。该研究结果将进一步促进对Diaporthe属的遗传学、进化和系统发育的研究。
在该研究中，对3个Diaporthe物种（Diaporthe eres ZM793、D. phaseolorum ZM33-4 和 Diaporthe sp. ZM41-5）的完整线粒体基因组进行了测序、组装，并加上NCBI数据库中已有的3个完整Diaporthe线粒体基因组（D. caulivora VNIIKR SE Dcaul3、D. longicolla MSPL 10-6 和D. sojae VNIIKR SE Dps12）进行了比较分析。六个Diaporthe线粒体基因组均为环状DNA分子，长度从53,646 bp 至108,865 bp不等。这六个Diaporthe属物种的线粒体基因组主要由15个核心蛋白编码基因（PCGs），包括atp6，atp8，atp9，cob，cox1，cox2，cox3，nad1，nad2，nad3，nad4，nad4L，nad5，nad6和rps3、2个rRNA、不同数量的tRNA以及一些未知功能的开放阅读框（ORFs）组成。PCG长度、AT偏度和GC偏度在6个线粒体基因组中的15个PCG之间表现出较大的差异。在所研究的15个核心PCGs中，nad1基因在13个Diaporthales目物种中15个核心PCGs的K2P遗传距离最小，表明该基因高度保守。所有15个核心PCGs的Ka/Ks值均<1，表明这些基因都受到自然条件选择的影响。比较线粒体基因组分析表明，内含子是造成Diaporthe属物种线粒体基因组大小变化的主要因素。在Diaporthales线粒体基因组的进化过程中，cox1基因的内含子发生了频繁的丢失/增加现象。尽管Diaporthales目物种的13个物种的线粒体基因组经历了大规模的基因重排，但6个Diaporthe属的线粒体基因组高度保守。基于联合15个线粒体核心PCGs的系统发育分析表明，六个Diaporthe属物种形成了具有较高支持率的拓扑结构。该研究首次报道了D. eres、D. phaseolorum和Diaporthe sp.的线粒体基因组，也是首次对Diaporthe属物种之间的线粒体基因组进行了比较。该研究结果将进一步促进对Diaporthe属的遗传学、进化和系统发育的研究。
图1 六个Diaporthe属物种的线粒体基因组图谱
我院张猛教授、郭雅双副教授和马庆周博士为论文共同通讯作者，2021级博士研究生谢顺培为论文第一作者。河南农业大学武海燕老师、臧睿副教授、刘淼副教授和成都大学李强研究员参与指导了该项研究工作，23级硕士研究生马旭阳也参与了部分研究。该研究得到国家自然科学基金项目（32400008）、河南省自然科学基金项目（232300420264 & 242300420481）、河南省科技项目（242102111081）和新疆苹果工业技术系统疾病防治防灾后科学家项目和稳定支持农业科技改造基金项目（XJLGCYJSTX04-2024-11）的资助。
文章链接：https://doi.org/10.3897/imafungus.16.140572
文章链接：https://doi.org/10.3897/imafungus.16.140572
