奶酪生产背后的青霉菌进化

　　

生物通报道 法国的一个研究小组利用全新的及现有的青霉菌基因组，发现了对奶酪生产很关键的基因水平转移事件。研究人员推断这些结果可能会改善奶酪的生产，同时强调了可能出现意想不到的水平转移事件，带来食品安全的问题。这项成果于近日发表在《Current Biology》上。

文章的共同通讯作者，巴黎第十一大学的进化研究人员Antoine Branca表示：“我们能确定青霉菌中直接参与奶酪适应的基因，为菌种改良开辟了道路，特别是获得快速生长的菌株。”不过，Branca也认为，结果带来了食品安全的担忧，“因为这表明，同一食物中不同真菌的存在允许基因的频繁转移”。

驯化是适应性研究的一个很好的模式，因为它涉及到一些明确特征的选择。之前很少有研究关注真菌的驯化，但它们对生物产业很重要。在这项研究中，研究人员专注于青霉菌（Penicillium fungi），它们在许多不同的环境中存在。

研究人员测序并组装了五种青霉菌代表的基因组草图，之后开展比较分析，引入了更多菌种的基因组序列数据。总之，他们研究了10种青霉菌，包括奶酪生产中使用的娄地青霉（P. roqueforti）和干酪青霉（P. camemberti），以及作为奶酪污染物的菌种。研究人员还引入了四种曲霉菌的序列，作为系统发育分析的外群。

通过这些数据，他们发现青霉菌中存在100多次基因水平转移事件。据Branca介绍，其中七次转移特别大，跨越10 kb或以上，而至少两个转移的序列包含了辅助生长和奶酪生产的基因。这些结果都经过后续实验的验证。

对于奶酪相关的菌种，这些水平转移序列中的基因似乎让真菌在奶酪上有了生长优势，它们包括奶酪成熟时表达的基因。而另一方面，研究人员的实验表明，奶酪相关的菌种在极少的生长培养基时竞争不过其他的青霉菌。

水平基因转移似乎在干酪青霉中特别常见，它来源于19世纪用于制造蓝灰色奶酪的真菌。同样地，研究人员也在娄地青霉中发现了频繁的水平基因转移，这是一个具有遗传多样性的物种，除了在奶酪生产中发挥作用，也与木材和青贮相关。（生物通 薄荷）

原文检索

Adaptive Horizontal Gene Transfers between Multiple Cheese-Associated Fungi

Current Biology DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cub.2015.08.025