捕食线虫真菌捕食器官的进化及适应的分子遗传机制

捕食线虫真菌是自然界中能有效控制植物病原线虫数量的一类重要生防菌，其依靠形态独特、结构精巧的捕食器官对植物寄生线虫进行捕捉。捕食器官是捕食线虫真菌从腐生过渡到寄生的关键标志，也是该类真菌对线虫进行有效捕捉的重要工具。捕食线虫真菌如何通过自身的变化特别是遗传学上的变化，促使自身进化出不同的捕食器官来实现对线虫的捕捉？本项目拟选取产生不同捕食器官的捕食线虫真菌代表物种以及近缘的Dactylella属真菌代表物种作为研究对象，从与捕食器官形成相关的典型基因或基因家族入手，利用基因组信息和进化生物学的方法手段，从分子水平上揭示捕食器官的进化路径，并探讨其适应性进化的内在分子遗传机制，同时也为利用这类真菌作为防治植物病原线虫的有效制剂开发提供相关理论依据。

本研究应用分子生物学手段从产生不同捕食器官的捕食线虫真菌代表物种及不产生捕食器官的Dactylella属真菌代表物种中分别对过氧化物酶体形成相关的基因（分别是寡孢节丛孢AOL_S00007g540、AOL_S00054g525、AOL_s00215g40、AOL_S00054g410、AOL_S00083g431的同源基因）、粘性物质形成相关基因（AOL_S00076g567和AOL_S00043g50的同源基因），以及糖原磷酸化酶相关基因（gph1，AOL_s00109g17的同源基因）进行扩增，并通过系统发育分析探讨捕食线虫真菌不同捕食器官类型的进化。.1、基于单个过氧化物酶体基因构建的系统发育树存在捕食器官聚类的差异。将三个过氧化物酶体基因AOL_S0054g410、AOL_S00007g540和AOL_S00215g40合并后，得到624个氨基酸位点。系统发育分析显示捕食线虫真菌按照捕食器官的类型进行聚类，并形成两个姊妹分支，其中一个分支产生三维菌网的真菌与产生粘性分支的真菌显示出较近的亲缘关系；另一分支中，产生粘球及非收缩环的真菌最先分歧，接着是产生收缩环的真菌，再是产生粘球的真菌。.2、基于AOL_s00076g567同源基因构建的系统树同样按照捕食器官的类型进行聚类，并形成两个姊妹分支，产生三维菌网的真菌与产生粘性分支的真菌显示出较近的亲缘关系；在另一进化分支中，产生收缩环的真菌最先分歧，而产生粘球及非收缩环的真菌与产生粘球的真菌显示出较近的亲缘关系。.3、本研究基于过氧化物酶体以及粘性物质形成相关基因进行的系统进化分析结果与Li等人和Yang等人基于看家基因所得到的结果不尽相同。说明基于捕食器官形成相关基因的系统进化分析能为理解捕食器官的进化提供一条新的思路。从更多的捕食线虫真菌中获得更多的捕食器官形成相关基因将对理解捕食器官的进化具有积极意义。.4、本研究从与捕食器官形成相关基因着手进行析捕食器官的进化分析，提出了不同于以往基于看家基因分析提出的捕食器官进化假说。目前已经有部分研究成功在PLoS One等杂志发表，部分研究成果还在进一步整理和投稿。项目执行期间，发表论文6篇， 其中SCI 论文3篇，联合培养硕士研究生5名。综上，本项目顺利完成了与预期的研究内容和目标。