遺傳變化是真菌產(chǎn)生的毒素組中不同結(jié)構的基礎

對九種真菌的分析為進化過程提供了證據(jù)，這些進化過程導致了一系列被稱為單端孢霉烯的真菌毒素的結(jié)構差異。美國農(nóng)業(yè)部的羅伯特普羅克特和來自美國農(nóng)業(yè)部，韓國農(nóng)村發(fā)展管理局和西班牙龐費拉達萊昂大學的同事將這些發(fā)現(xiàn)呈現(xiàn)在PLOS病原體中。

一些感染植物和昆蟲的真菌會產(chǎn)生單端孢霉烯，如果存在于食物或飼料中，這些毒素中的一些會危害人類和動物的健康。單端孢菌素都具有相同的基本三環(huán)分子結(jié)構，但它們有150多種不同的形式，每種形式都有不同的成分附著在環(huán)上。然而，導致這些不同形式的進化過程尚不清楚。

為了研究單端孢霉烯的進化，研究人員匯編了來自9個屬的14種不同真菌物種的基因組序列，重點是參與單端孢霉烯合成的基因簇(TRI基因)。他們還進行了分析化學和分子生物學實驗;例如，他們刪除了一種真菌中的某些TRI基因，并評估了缺失對單端孢霉烯結(jié)構的影響。

分析表明，不同的單端孢霉烯結(jié)構可能是由于TRI基因的獲得，喪失和功能變化引起的，因為真菌物種在其不同的棲息地中進化和分化。TRI基因的不同組合和版本是當今物種之間所見的單端孢霉烯結(jié)構的多樣性的原因。一些真菌甚至獨立地獲得了對單端孢霉烯結(jié)構具有相同作用的不同基因。

研究人員利用他們的數(shù)據(jù)提出了在TRI基因簇進化歷史中遺傳變化如何影響單端孢霉烯結(jié)構的情景。在一種情況下，由農(nóng)業(yè)上重要的真菌Fusarium產(chǎn)生的單端孢菌素的結(jié)構修飾丟失，重新獲得，并且通過基因的喪失，不同基因的獲得，然后失去后者基因而再次喪失。

正如棲息地的差異推動了達爾文雀在加拉巴哥群島上的形態(tài)多樣化，棲息地的差異可能會導致真菌毒素的結(jié)構多樣化。尚待確定棲息地中的哪些因素驅(qū)動了單端孢霉烯結(jié)構多樣性。

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