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科研進(jìn)展
蘑菇的黑科技:草船借箭 文章來源:中國科學(xué)院東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(shí),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(jī)會成熟并得以傳播和繁衍。因此,一些蘑菇進(jìn)化出了高效的“毒素生產(chǎn)線”,增強(qiáng)了其生存適應(yīng)能力。然而,生產(chǎn)毒素并非易事,有“能力”或有“運(yùn)氣”的蘑菇才能實(shí)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(shí)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(yuǎn),分別隸屬分類學(xué)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(dú)有的“鵝膏毒肽生產(chǎn)線”是如何進(jìn)化而來,眾說紛紜。 中國科學(xué)院昆明植物研究所東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室真菌地衣多樣性與適應(yīng)性進(jìn)化團(tuán)隊(duì)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(yùn)”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(jī)取巧”,將劇毒蘑菇合成毒素的藍(lán)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(fèi)幾萬年才能進(jìn)化來的技能,這些蘑菇則不費(fèi)吹灰之力就實(shí)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(shí)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(yáng)光大,踵事增華,進(jìn)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?zhǔn)住?/span>
本研究為解析劇毒蘑菇的產(chǎn)毒機(jī)制,為今后基于基因組、基因工程等手段精準(zhǔn)挖掘和利用毒素資源,為科學(xué)檢測和預(yù)防此類蘑菇中毒,提供了基礎(chǔ)性的科學(xué)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(xué)院B類先導(dǎo)科技專項(xiàng)培育項(xiàng)目(XDB31000000)、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31772377)、云南省人力資源與社會保障廳人才項(xiàng)目和中國科學(xué)院昆明植物研究所人才項(xiàng)目資助。 (責(zé)任編輯:李雪) |
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