本报讯(记者肖洁)记者近日从中科院微生物研究所获悉,美国《国家科学院院刊》日前在线发表了该所研究员刘杏忠和美国得克萨斯大学教授安志强共同领导的团队在捕食性子囊菌起源与进化方面所取得的新进展,为真菌在极端环境下的适应性进化提供了新理论。
据研究人员介绍,捕食性真菌是一类特殊菌群,通过营养菌丝形成的特化捕食结构来捕获线虫、变形虫等微小生物作为营养源。由于其独特的生态特性,捕食性真菌的起源与进化引起了科学界的广泛兴趣。
2007年,由刘杏忠和安志强共同领导的团队对捕食性子囊菌(占捕食性真菌的90%以上)捕食结构的进化历程作出了较为详细的论证,发现原始捕食结构由于捕食机制的不同,分别形成了主动类的收缩环捕食结构和被动类的黏性捕食结构。随后,《科学》杂志报道了一种已灭绝捕食结构的真菌化石。美国杜克大学的Heitman教授认为,这两项研究为研究捕食性真菌的系统发育铺平了道路。
在前期工作的基础上,该团队通过对精心选择的代表6种捕食结构的16种捕食性子囊菌的5个蛋白质编码基因片段进行分析,结合相关的化石证据和分子钟计算,推测捕食性子囊菌的祖先可能起源于4.19亿年前;在2.46亿年前,主动类的收缩环捕食结构和被动类的黏性捕食结构发生分化;而黏性捕食结构在1.98~2.08亿年之间快速分化并形成现存捕食结构的主要分支。
而基于捕食结构为收缩环的相关真菌的基因组数据,通过独立的时间校正点对1069个同源蛋白序列进行分析,可推测主动类的收缩环捕食结构和被动类的黏性捕食结构的分化事件发生在2.60亿年前,与上述分析结果高度接近。
由于捕食性子囊菌两次重大分化事件的发生时间接近于2.51亿年前的二叠纪至三叠纪物种大灭绝事件和2.01亿年前的三叠纪至侏罗纪物种大灭绝事件,研究团队进而推测物种大灭绝所带来的大量有机物促使线虫大量繁衍,而真菌获取氮源的需要以及恶劣环境压力胁迫可能驱动了子囊菌捕食能力的进化。
《中国科学报》 (2012-08-01 A4 综合) |