综述：基因组视角下的真菌多样性与进化

（编辑推荐）本综述系统梳理了组学（omics）技术在真菌生物学与进化研究中的应用，通过大规模基因组测序数据构建真菌界系统发育树，揭示了近10亿年来从水生单细胞祖先到复杂多细胞结构的演化历程，并指出当前研究受限于基因组代表性偏差和基因功能注释不足的挑战。

　　

Abstract
起源于水生单细胞祖先的真菌，经过约10亿年的演化，已占据地球几乎所有需氧环境，分化出数百万"物种"，并发展出复杂多细胞结构。其相对小型且简单的基因组特性，使得大规模测序成为可能，为研究这一古老真核生物界的基因组进化提供了独特窗口。基于GenBank和联合基因组研究所（JGI）MycoCosm平台发布的数千个基因组数据，研究者构建了覆盖真菌全界的系统发育树，以此为主线解析基因组随时间演变的规律。

进化历程与关键转折
通过比较基因组学分析发现，真菌从水生到陆生的适应性进化伴随着细胞壁合成、次级代谢等关键通路基因的扩张。例如，子囊菌门（Ascomycota）和担子菌门（Basidiomycota）共同祖先经历的全基因组复制事件，为后续形态复杂性演化奠定基础。系统发育树显示，早期分支的微孢子虫（Microsporidia）基因组显著缩减，反映其专性寄生生活的极端适应性。

组学技术的突破与局限
多组学（multi-omics）整合分析揭示了基因家族进化与表型创新的关联：

• 转录组数据表明，木质素降解酶基因在腐生真菌中呈现阶段性表达调控
• 代谢组学发现地衣共生体通过水平基因转移获得环境适应新功能
  然而，当前基因组数据库存在明显采样偏差——约75%测序菌株来自病原菌或模式物种，而环境样本中大量未培养真菌仍属"微生物暗物质"。

未来方向
研究者提出两项关键计划：针对"保守未知功能基因（conserved hypothetical genes）"开展系统性功能注释，以及推进"万种真菌基因组计划"以填补进化树空白分支。这些工作将深化对真菌生态功能、宿主互作机制的理解，并为生物技术应用挖掘新资源。