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蘑菇的黑科技:草船借箭

文章來源:中國科學院東亞植物多樣性與生物地理學重點實驗室  |  發(fā)布時間:2018-08-20  |  作者:羅宏  |  瀏覽次數(shù):  |  【打印】 【關(guān)閉

 

  美味蘑菇讓人回味無窮,劇毒蘑菇則讓人心驚肉跳。為什么有的蘑菇味道鮮美?而有的蘑菇則致人死地?原因在于有毒的蘑菇體內(nèi)含有毒素物質(zhì)。確實,毒素是蘑菇自我生存所需,它可驅(qū)走對其有傷害的昆蟲或其他動物,讓其后代――孢子――有機會成熟并得以傳播和繁衍。因此,一些蘑菇進化出了高效的“毒素生產(chǎn)線”,增強了其生存適應能力。然而,生產(chǎn)毒素并非易事,有“能力”或有“運氣”的蘑菇才能實現(xiàn)。 

  世界上最毒的蘑菇隱藏于鵝膏屬(Amanita)、盔孢傘屬(Galerina)和環(huán)柄菇屬(Lepiota)等三個屬中。事實上,早在一百多年前人們就已發(fā)現(xiàn),上述三個屬中的劇毒蘑菇之間的親緣關(guān)系較遠,分別隸屬分類學中三個不同的科,但卻都能做同一件事,即合成同一類毒素:鵝膏毒肽。但是,對上述三大類劇毒蘑菇獨有的“鵝膏毒肽生產(chǎn)線”是如何進化而來,眾說紛紜。 

  中國科學院昆明植物研究所東亞植物多樣性與生物地理學重點實驗室真菌地衣多樣性與適應性進化團隊研究發(fā)現(xiàn),合成令人毛骨悚然的“鵝膏毒肽”并非這些蘑菇“原創(chuàng)”,而是由一個不知名的祖先發(fā)明的,這些“走運”的蘑菇利用“草船借箭”這一絕招,通過基因水平轉(zhuǎn)移的方法,“投機取巧”,將劇毒蘑菇合成毒素的藍圖――基因――“山寨”了一份,巧妙地“借”來了“箭”,把自己武裝了起來!其他生物也許要花費幾萬年才能進化來的技能,這些蘑菇則不費吹灰之力就實現(xiàn)了“彎道超車”。研究還發(fā)現(xiàn),“借箭”是從環(huán)柄菇到盔孢傘再到鵝膏分步驟實現(xiàn)的(見下圖)。鵝膏雖然最后才獲得這一毒素合成“秘方”,但卻將這“秘方”發(fā)揚光大,踵事增華,進化出了合成新毒素的能力,因此其毒性超過了盔孢傘和環(huán)柄菇,不愧為“毒王”,成為90%蘑菇中毒致死事件的罪魁禍首。 

 

  本研究為解析劇毒蘑菇的產(chǎn)毒機制,為今后基于基因組、基因工程等手段精準挖掘和利用毒素資源,為科學檢測和預防此類蘑菇中毒,提供了基礎性的科學依據(jù)。研究成果以“The MSDIN family in amanitin-producing mushrooms and evolution of the prolyl oligopeptidase genes”為題在線發(fā)表于國際菌物協(xié)會官方期刊IMA Fungus雜志。羅宏副研究員為論文第一及通訊作者。該研究得到中國科學院B類先導科技專項培育項目XDB31000000)、國家自然科學基金項目(31772377)云南省人力資源與社會保障廳人才項目和中國科學院昆明植物研究所人才項目資助。 

(責任編輯:李雪)


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