4月23日,記者從山東農業大學了解到,該校植物保護學院張修國教授團隊揭示了子囊菌門中一個重要類群——間座殼目真菌進化多樣性和分類復雜性。張修國表示,這些發現不僅讓全球真菌圖譜多出了上百個精準坐標,更給農作物病害防治提供了新思路。這些思路包括通過追蹤某些菌種的“進化軟肋”開發靶向農藥,或是利用它們的代謝特性改良土壤環境。相關成果發表在國際期刊《真菌多樣性》上。
張修國告訴記者,間座殼目真菌被稱為植物界的“雙面特工”。它們既像潛伏的“間諜”——某些種類能悄無聲息地侵入農作物,引發毀滅性病害;又像生態系統的“清道夫”——部分成員通過分解枯木或共生參與物質循環,維系土壤健康。這種“亦敵亦友”的雙重身份,讓它們在真菌王國中扮演了復雜而關鍵的角色。
“這些發現可幫助科學家繪制真菌‘族譜地圖’,明確間座殼目的進化關系,更精準地識別病原菌、區分近緣物種,避免傳統分類的誤判,為全球真菌數據庫填補關鍵空白。”張修國表示,這些發現同時也可以揪住病害防治的“進化弱點”,從而設計靶向農藥,減少廣譜農藥對環境的危害。例如,針對某類菌株獨有的基因特性開發“精準打擊”藥物;此外,通過解析其代謝多樣性,科學家們可篩選出能降解污染物或促進植物抗逆性的菌株,用于土壤修復或生態農業。
據了解,早在2000年,張修國團隊就已致力于真菌分類學的研究。他們對113株模式菌或非模式菌進行了基因組測序,通過基因家族、序列變異性和序列保守性分析,發現了這類真菌進化史上的兩大特點:第一,“家族內斗”激烈,但“老祖宗”很古老。大多數種類的基因差異極大,且基因序列“更新換代”速度快,說明它們進化歷史悠長,分支龐雜,堪稱真菌界的“活化石”。第二,個別成員“擺爛”。少數物種基因高度雷同,仿佛進化路上突然“卡殼”,導致科學家很難摸清它們究竟何時分化、如何演化,給分類研究埋下難題。更關鍵的是,該團隊用“代謝能力檢測儀”(KEGG分析)掃描發現:這類真菌特別依賴兩大生存基本功:嘌呤代謝(相當于拼命囤積DNA/RNA的“建筑原料”)和核糖體活動(瘋狂運轉蛋白質“生產線”),這就像給它們裝上了“全天候發電機”,無論環境多惡劣(干旱、高溫、缺糧),都能快速合成生存必需品,實現“走哪活哪”的適應力。
該研究不僅重新梳理了這個真菌家族35個主要分支的“家族檔案”,還發現它們早在一億多年前就演化出不同生存策略——有的專攻植物莖稈,有的偏愛果實,這種分工甚至比人類農業文明的出現還要早數十倍。
(受訪者供圖)
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