宿主适应性驱动外生菌根担子菌 Tricholoma 的基因组进化与生态成种

为解决外生菌根真菌(ECM)如何通过基因组适应性演化推动生态成种这一科学问题，来自国内的研究团队以 Tricholoma 属三种宿主特异性真菌为模型，通过比较基因组学揭示了其分化时间(28.48 Mya和8.08 Mya)、正选择基因(19/13/13个)和快速进化基因(2983/2783/1548个)，发现宿主诱导的移民不可存活性是合子前隔离主因，为共生真菌进化机制提供了生态基因组学新见解。

　　

在森林生态系统中，外生菌根真菌(ectomycorrhizal fungi, ECM)与木本植物形成的共生关系堪称自然界的"地下互联网"。这项研究以美味可口的松茸近缘种—— Tricholoma 属三种真菌(T. matsutake、T. populinum和T. bakamatsutake)为研究对象，揭开了它们与不同树种"结对子"的进化密码。

通过单拷贝直系同源基因构建的分子钟显示，T. populinum约在2848万年前与其近亲分道扬镳，这个时间点恰好与东亚地区杨树亚属(Eupopulus)的多样化时期吻合。而松茸(T. matsutake)与其"表亲"T. bakamatsutake的分手则发生在808万年前，正值东亚常绿阔叶林的兴盛期。

基因组分析发现了有趣的进化印记：三个物种分别拥有19、13和13个正选择基因，还有数千个经历快速进化的基因。这些"进化急先锋"主要参与细胞周期调控、细胞质组分构建和GTP酶介导的信号传导等关键生命过程。基因流分析则描绘出一幅生动的迁徙图景——T. populinum的祖先曾单向"输血"给另外两个物种，而松茸与其近亲之间则保持着"礼尚往来"的基因交流。

这项研究首次提出，在共生真菌的"相亲大会"上，宿主树木就像严格的"家长"，通过移民不可存活性(immigrant unviability)机制筛选合适的"女婿"，这种合子前隔离机制成为新物种形成的推手。这些发现为理解"真菌王国"的多样性起源提供了全新的生态-基因组学视角。