植生生态所研究员人员完成杀虫绿僵菌比较基因组研究

能够感染杀虫的真菌种类达数千种，广布于世界各地，在昆虫种群生态调控中发挥着重要的作用，代表性的金龟子绿僵菌（Metarhizium  anisopliae）和蝗绿僵菌(M.  acridum)等已经被发展成为环境友好的真菌杀虫剂，取得了良好的生态、经济及社会效益。



1月6日《PLoS遗传学》(PLoS  Genetics)在线发表了中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所王成树课题组关于这两种杀虫真菌比较基因组的研究论文。该文章第一次测序、分析了寄主广谱的金龟子绿僵菌与蝗虫专化的蝗绿僵菌的基因组组成与结构的差异，推测绿僵菌由植物病原真菌进化而来。同植物病原真菌及其他丝状真菌相比，昆虫病原真菌基因组中的蛋白酶、几丁质酶及脂酶等用于昆虫体壁降解的基因家族存在显著的扩张现象。相比于蝗绿僵菌，除蛋白激酶外，广谱性的金龟子绿僵菌基因组编码有更多的不同蛋白基因，尤其是后者的基因组中含有大量的转座子基因以及丢失了重复引起点突变  (repeat-induced  point  mutation)的基因组防御功能，从而促进基因组进化而适应感染不同种类的昆虫宿主。



RNA-seq高通量转录组分析表明，金龟子绿僵菌与蝗绿僵菌在不同寄主体壁信号诱导下，表达不同信号识别蛋白，诱导下游的MAPK和PKA的信号强度不同，从而精确调控细胞分化，决定了绿僵菌的寄主范围。



绿僵菌基因组的测序为进一步推动真菌杀虫毒力基因鉴定、昆虫—真菌分子相互作用及遗传改造并提高真菌杀虫剂的应用效率等基础及应用研究提供了良好的平台，同时也有利于促进真菌进化与生态学的研究。



此项研究成果得到了科技部、国家自然科学基金及中科院项目的资助。