首个高质量猪肚菇基因组、长根菇基因组公开发布
猪肚菇(Pleurotus giganteus)(图1),又名大革耳、大杯蕈、大杯伞,属于担子菌门、侧耳属真菌,在中国、东南亚均有栽培记载,其子实体含有丰富的碳水化合物、蛋白质、钾、磷等营养元素和多糖等功效成分,具有抗氧化、保肝、抗肿瘤等多种功效。猪肚菇口感独特,凭借竹笋般的清脆,又被称为“笋菇”,深受广大食客青睐。长根菇(Oudemansiella raphanipes)(图2),商品名为黑皮鸡枞,其口感独特、肉质细嫩爽脆,富含蛋白质、氨基酸、维生素、多糖,生熟食皆可,因此备受人们喜爱,是食药用菌中的上品。
猪肚菇和长根菇均为中高温栽培品种,可在夏季进行栽培,弥补了夏季高温食用菌品种的空白,因此具有重要的科研和应用价值。
图1 猪肚菇子实体和单双核菌丝显微照片
图2 长根菇子实体及工厂化栽培现场照片
近日上海市农业科学院食用菌研究所、青岛农业大学山东省应用真菌重点实验室和山东省农业技术推广中心合作,发布了首个猪肚菇高质量基因组和首个长根菇高质量基因组。相关成果发表在SCI期刊Frontiers in Microbiology和Journal of Fungi上,详细公布了猪肚菇和长根菇的高质量基因组精细图谱,并发布了功能基因注释信息。
图3 发表文章首页
高质量的基因组是进行食用菌遗传育种和分子机理研究的重要基础,猪肚菇、长根菇高质量基因组的发布将有助于猪肚菇和长根菇的育种、制种、繁种、栽培,生长环境控制和生长发育机理等研究。
图4 猪肚菇基因组图谱
猪肚菇基因组大小为40.00 Mb,共含有27个contigs,contig N50大小为4.384 Mb(图4)。通过进化分析明确了猪肚菇属于侧耳属真菌,与虎奶菇(Pleurotus tuber-regium)的亲缘关系较近(图5),与糙皮侧耳和刺芹侧耳位于不同的进化分支上。在猪肚菇的基因组中共鉴定到了12628个基因。其中含418个CAZymes家族基因,包括了15个漆酶和10个class II过氧化物酶。此外,本研究还分析了猪肚菇的交配型基因mating A和mating B,为后续基于交配型基因的杂交育种分子标记开发提供了重要参考(图5)。
图5 猪肚菇比较基因组信息和交配型基因信息
文章以“Whole-genome sequence of a high-temperature edible mushroom Pleurotus giganteus (zhudugu)”为题发表在Frontiers in Microbiology上。上海市农业科学院为第一署名单位,上海市农业科学院于海龙副研究员、张美彦副研究员和硕士研究生孙雅婷为本文共同第一作者。上海市农业科学院章炉军副研究员和青岛农业大学于浩副教授为共同通讯作者。
团队利用三代Nanopore技术和二代Illumina技术对长根菇基因组进行了测序,最终组装成37个contigs,基因组大小为60.2 Mb,contig N50为2.55 Mb(图6)。利用单拷贝直系同源基因进行了基因组水平的进化分析,结果表明长根菇与Mucidula mucida亲缘关系较近,与主要栽培食用菌金针菇的亲缘关系较近(图7)。长根菇的基因组中预测到了21308个基因,其中含664个CAZymes家族基因,包含了320个GH家族和172个AA家族的CAZymes基因,该结果表明了长根菇对于木质纤维素具有较强的分解能力。目前市场上的黑皮鸡枞被鉴定为卵孢长根菇(卵孢小奥德蘑,Oudemansiella raphanipes)(http://www.kib.ac.cn/xwzx/kyjz/201611/t20161129_4711297.html),全基因组比较分析结果表明此次所测定的长根菇菌株与中国科学院昆明植物研究所杨祝良研究员测序的菌株MG139属于同一个种,因此,本研究将长根菇命名为Oudemansiella raphanipes。
图6 长根菇基因组图谱
图7长根菇进化和比较基因组学分析
文章以“Whole Genome Sequence of an Edible Mushroom Oudemansiella raphanipes (Changgengu)”为题发表在Journal of Fungi杂志上。青岛农业大学朱丽萍博士、山东省农业技术推广中心正高级农艺师高霞为本文共同第一作者。上海市农业科学院于海龙副研究员和青岛农业大学于浩副教授为本文共同通讯作者。
以上工作获得了国家食用菌产业技术体系、山东省重点研发项目乡村振兴专项、山东省现代农业产业技术体系和上海市农业科学院卓越团队建设项目的资助。
文章下载链接:
https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmicb.2022.941889/full
https://www.mdpi.com/2309-608X/9/2/266
猪肚菇基因组下载链接:
https://ngdc.cncb.ac.cn/gwh/Assembly/34299/show(单核菌丝zhudugu2基因组)
长根菇基因组下载链接:
https://ngdc.cncb.ac.cn/gwh/Assembly/30852/show (单核菌丝O. raphanipes CGG-A-s1基因组)
https://ngdc.cncb.ac.cn/gwh/Assembly/30853/show (单核菌丝O. raphanipes CGG-A-s2基因组)
基因组及注释信息下载链接:
https://file.mushroomlab.cn/genome