近日 《生物技术通报》在线发表了题为 《从功能基因到生物学性状:大丽轮枝菌致病性形成的分子基础》 的综述文章。本文概述了大丽轮枝菌功能基因鉴定的发展历程,并以功能基因决定生物学性状为逻辑线条,重点梳理了功能基因与大丽轮枝菌重要生物学性状形成的关系,厘清了大丽轮枝菌致病性与决定重要生物学性状功能基因的关系。这些观点将为系统建立大丽轮枝菌重要生物学性状形成的功能基因网络,以及从功能基因决定生物学性状角度阐明大丽轮枝菌致病形成的分子基础提供理论支撑。

本文主要包括以下几部分:

1. 大丽轮枝菌功能基因挖掘的发展历程

2. 大丽轮枝菌重要生物学特性功能基因鉴定情况

3. 侵染结构形态建成与维管束适应相关基因

4. “毒素”致萎组分及操控寄主免疫反应

5. 种群结构分化相关基因

6. 微菌核形成和黑色素合成相关基因

7. 其他功能相关基因

8. 总结与展望

目前的研究成果大部分只是对单个基因的研究,未能系统揭示大丽轮枝菌重要生物学性状的功能基因网络。随着研究的进一步深入,特别受益于基因组学研究蓬勃发展时代的来临,越来越多与大丽轮枝菌重要生物性状相关的功能基因及其与病原的致病性关系将被陆续阐明,最终形成与重要生物学性状和致病性关联的功能基因网络。目前,美国国立生物技术信息中心(NCBI)已经公布了来源不同寄主的 36 个大丽轮枝菌基因组(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/browse/# !/eukaryotes/832/), 近期国内发起的黄萎病菌基因组研究计划(Verticilli-Omics)释放了来源 10 个国家的 26 个寄主共 159 株大丽轮枝菌基因组。可以预见通过这些基因组数据的挖掘与比较分析工作,将极大推动大丽轮枝菌主要生物学性状的功能基因鉴定与研究。

后续针对大丽轮枝菌功能基因和重要生物学性状及致病性关系的研究重点包括 :一是需要明确致病性相关的功能基因,其决定了什么重要生物学性状,如定殖维管束、仅侵染双子叶植物等 ;二是真正“毒素”致萎组分还有哪些,这对丰富和完善“毒素”学说具有重要意义 ;三是亟需明确决定大丽轮枝菌种群分化(特别是无性系)的功能基因,以及这些基因与寄主适应性或者致病性的关系 ;四是系统建立决定大丽轮枝菌重要生物学性状的功能基因网络,并明确这些功能基因与致病性的关系。这些后续研究将最终为从功能基因决定生物性状角度阐明大丽轮枝菌致病形成的分子基础提供重要理论支撑,并为有针对性地开发新型农药或利用 RNAi“跨界打靶”技术防控黄萎病提供理论指导。

目前的研究成果大部分只是对单个基因的研究,未能系统揭示大丽轮枝菌重要生物学性状的功能基因网络。随着研究的进一步深入,特别受益于基因组学研究蓬勃发展时代的来临,越来越多与大丽轮枝菌重要生物性状相关的功能基因及其与病原的致病性关系将被陆续阐明,最终形成与重要生物学性状和致病性关联的功能基因网络。目前,美国国立生物技术信息中心(NCBI)已经公布了来源不同寄主的 36 个大丽轮枝菌基因组(https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genome/browse/# !/eukaryotes/832/), 近期国内发起的黄萎病菌基因组研究计划(Verticilli-Omics)释放了来源 10 个国家的 26 个寄主共 159 株大丽轮枝菌基因组。可以预见通过这些基因组数据的挖掘与比较分析工作,将极大推动大丽轮枝菌主要生物学性状的功能基因鉴定与研究。

后续针对大丽轮枝菌功能基因和重要生物学性状及致病性关系的研究重点包括 :一是需要明确致病性相关的功能基因,其决定了什么重要生物学性状,如定殖维管束、仅侵染双子叶植物等 ;二是真正“毒素”致萎组分还有哪些,这对丰富和完善“毒素”学说具有重要意义 ;三是亟需明确决定大丽轮枝菌种群分化(特别是无性系)的功能基因,以及这些基因与寄主适应性或者致病性的关系 ;四是系统建立决定大丽轮枝菌重要生物学性状的功能基因网络,并明确这些功能基因与致病性的关系。这些后续研究将最终为从功能基因决定生物性状角度阐明大丽轮枝菌致病形成的分子基础提供重要理论支撑,并为有针对性地开发新型农药或利用 RNAi“跨界打靶”技术防控黄萎病提供理论指导。