航空诱变与全基因组重测序揭示金耳菌颜色变异的遗传基础

本研究通过航空诱变技术结合全基因组重测序(WGS)，首次系统解析了珍稀食药用真菌金耳菌（Naematelia aurantialba）颜色变异的遗传机制。研究鉴定出201个SNPs和307个InDels突变位点，锁定7个关键共突变位点及29个候选基因（如NAU27003649），并通过qRT-PCR验证其表达差异，为金耳菌工业栽培中颜色性状调控提供了新靶点。

　　

遗传多样性分析揭示金耳菌群体结构

通过全基因组重测序对25株金耳菌原始菌株进行基因分型，系统发育树分析显示菌株可分为3个显著差异的类群（图3A）。主成分分析(PCA)进一步证实了类群间的遗传分化，其中类群1与类群3的遗传分化指数(Fst)高达0.79（图3B-D）。值得注意的是，空间诱变组的29株菌株（含4株K18-21A强化样本）展现出更丰富的变异谱。

突变特征与基因组分布规律

全基因组共检测134,742个SNPs和21,927个InDels，呈现明显的染色体分布偏好性：1号染色体变异密度最高（24,435 SNPs），而9号染色体最低（仅320 SNPs）（图2）。在6株颜色变异菌株中，201个SNPs和307个InDels主要富集于基因上下游调控区（占比合计90.6%），其中D60A菌株的SNP突变数达50个（表4）。

关键突变位点与功能基因挖掘

通过共突变分析发现7个核心位点：3个SNPs位点在≥3株菌中共同突变，1个InDel位点在4株菌中出现（图5）。这些位点关联到29个候选基因，包括3个功能未知基因（NAU27000244等）。特别值得注意的是：

1. S02-263614位点关联的NAU27003649基因，qRT-PCR证实其在白色菌株中的表达量显著高于黄色菌株（p<0.01）（图6），提示其可能通过负调控机制影响颜色形成。
2. S08-189543/189547位点关联的NAU27004925基因编码预苯酸脱氢酶(PPDH)，该酶是酪氨酸合成通路的关键元件，可能通过调控类胡萝卜素合成影响显色。
3. COX亚基VA结构域基因（NAU27000247）可能通过影响细胞色素c氧化酶活性参与色素代谢。

航空诱变技术的创新应用

与传统光诱导变色不同，航空诱变菌株能直接呈现黄色表型，突破了环境依赖限制。空间环境特有的微重力（10^-3-10^-6 g）和宇宙辐射（剂量率约0.5 mGy/d）可能诱导了更剧烈的基因组变异，其中D40A菌株检测到58个InDels突变，为迄今报道的最高突变负荷。

工业应用与未来展望

该研究首次建立金耳菌空间诱变-基因组关联分析的技术体系，发现的PPDH通路基因和COX相关基因为分子育种提供了新靶点。未来需扩大野生种质资源库以增强统计效力，并通过CRISPR等基因编辑技术验证候选基因功能。这种"太空育种+WGS"模式为其他食药用真菌的性状改良提供了可借鉴的研究范式。