冬蟲夏草菌是一種常年生活在青藏高原高海拔環(huán)境下的子囊真菌。專業(yè)的說(shuō)法是，它隸屬于子囊菌門、糞殼菌綱、肉座菌目、線蟲草科之線蟲草屬。它侵染青藏高原高山草甸土中的蝙蝠蛾昆蟲幼蟲而形成的菌蟲復(fù)合體，就是我們常說(shuō)的冬蟲夏草。

    冬蟲夏草究竟是蟲還是草？按百度百科中的解釋，青海大學(xué)牧科院副研究員、多年從事冬蟲夏草人工培育研究的王宏生曾介紹說(shuō)，從它的形成過(guò)程來(lái)看，就是蝙蝠蛾科許多種別的蝙蝠蛾為繁衍后代，產(chǎn)卵于土壤中，卵之后轉(zhuǎn)變?yōu)橛紫x，在此前后，冬蟲夏草菌侵入幼蟲體內(nèi)，吸收幼蟲體內(nèi)的物質(zhì)作為生存的營(yíng)養(yǎng)條件，并在幼蟲體內(nèi)不斷繁殖，致使幼蟲體內(nèi)充滿菌絲，在來(lái)年的5月到7月天氣轉(zhuǎn)暖時(shí)，已僵死的幼蟲頭部會(huì)長(zhǎng)出黃或淺褐色的菌座，繼續(xù)生長(zhǎng)后，菌座冒出地面呈草梗狀，就形成我們平時(shí)見(jiàn)到的冬蟲夏草。因此，雖然兼有蟲和草的外形，冬蟲夏草卻非蟲非草，屬于一種菌藻類生物。

    如今，冬蟲夏草已是我國(guó)的一種傳統(tǒng)的名貴中藥材，與人參和鹿茸并稱為“中藥三寶”，具有較高的藥用和科研價(jià)值。然而，其人工栽培至今尚未完全取得成功，究其原因，是由于人們對(duì)冬蟲夏草菌在侵染宿主過(guò)程中的真菌致病性、高海拔生態(tài)環(huán)境適應(yīng)性及其背后的遺傳基礎(chǔ)認(rèn)識(shí)不足。而此次的研究發(fā)現(xiàn)，可以說(shuō)是在這方面取得了重要的進(jìn)展。

    本次研究共獲得了約116.42Mb的冬蟲夏草菌高質(zhì)量的參考基因組圖譜，注釋得到了7939個(gè)蛋白編碼基因。該團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，伴隨著青藏高原的抬升，冬蟲夏草菌基因組中的重復(fù)序列大量擴(kuò)增，使得冬蟲夏草菌基因組相比于其它低海拔近緣物種(如蛹蟲草等)變得異常之龐大。主要是在進(jìn)化過(guò)程中大量與真菌致病性相關(guān)的基因或基因家族(例如，過(guò)氧化物酶活性基因、絲氨酸水解酶編碼基因、重金屬蛋白酶基因和細(xì)胞色素P450基因等)在冬蟲夏草菌中發(fā)生了特異性的顯著擴(kuò)增。

    有趣的是，與其基因組變大形成鮮明反差的是，冬蟲夏草菌的蛋白編碼基因卻發(fā)生快速的丟失。專家認(rèn)為，這可能是跟青藏高原高海拔環(huán)境變化有重要響應(yīng)關(guān)系，也是造成冬蟲夏草具有極高“宿主專一性”的原因或結(jié)果——冬蟲夏草菌的宿主可是指定了只要高原蝙蝠蛾昆蟲的幼蟲。

     冬蟲夏草菌在中國(guó)主要分布于云南、四川、西藏、青海和甘肅等地。近年來(lái)，隨著冬蟲夏草的藥用價(jià)值不斷被發(fā)掘和產(chǎn)業(yè)化利用，國(guó)內(nèi)和國(guó)際市場(chǎng)對(duì)其需求量劇增致使其價(jià)格也隨之急劇攀升。在商業(yè)利益的驅(qū)動(dòng)下，過(guò)度甚至毀滅性的采挖，已經(jīng)使得冬蟲夏草這一珍貴的野生種質(zhì)資源呈現(xiàn)逐年下降并瀕臨滅絕。我國(guó)已將冬蟲夏草菌列為國(guó)家二級(jí)保護(hù)物種。

    本次公開的研究結(jié)果獲得了高質(zhì)量的冬蟲夏草菌參考基因組，不僅闡明了冬蟲夏草菌在侵染宿主昆蟲過(guò)程中真菌致病性的基因組學(xué)基礎(chǔ)，也為詮釋冬蟲夏草菌的高海拔生態(tài)適應(yīng)性、交配系統(tǒng)進(jìn)化、群體的變異與進(jìn)化等重要問(wèn)題提供了理論依據(jù)，對(duì)促進(jìn)冬蟲夏草這一珍貴野生資源的遺傳保護(hù)、加快其人工栽培具有非常重要的意義。

    研究發(fā)現(xiàn)，與抗低溫密切相關(guān)的功能基因在冬蟲夏草菌中大量擴(kuò)增，這可能有助于冬蟲夏草菌增強(qiáng)自身的抗寒性，以便在青藏高原極端復(fù)雜的環(huán)境下得以生存。該研究團(tuán)隊(duì)選擇了代表冬蟲夏草菌幾乎所有生態(tài)地理分布區(qū)域的天然群體的31個(gè)基因組開展重測(cè)序研究，其系統(tǒng)進(jìn)化樹、主成分分析和結(jié)構(gòu)分析，都強(qiáng)烈地支持按緯度梯度將青藏高原冬蟲夏草菌群體劃分為低、中、高三個(gè)很明顯的亞群體。也就是說(shuō)，低緯度的群體與相對(duì)較高緯度的群體，物種已發(fā)生了群體性的分化。

    這一數(shù)據(jù)分析支持和證實(shí)了冬蟲夏草菌是一種同宗交配型真菌。這也是個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)。

    通過(guò)物種進(jìn)化樹的構(gòu)建，研究人員發(fā)現(xiàn)在冬蟲夏草菌的進(jìn)化過(guò)程中，交配系統(tǒng)曾經(jīng)歷過(guò)多次由同宗-異宗-同宗的轉(zhuǎn)換，并最終固定為同宗。眾所周知，比起青藏高原之遼闊，生物種類顯得十分稀少，這種同宗交配方式，可能有助于其在青藏高原高海拔環(huán)境中快速、低成本地進(jìn)行有性生殖和繁衍后代。

來(lái)源‖羊城晚報(bào)