雙孢蘑菇是全球栽培最廣、產(chǎn)值最高的食用菌，約占世界蘑菇總產(chǎn)量的40%。然而，其工廠化生產(chǎn)的核心菌種長(zhǎng)期依賴(lài)國(guó)外引進(jìn)，成為制約我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)自主發(fā)展的瓶頸。這一局面有望迎來(lái)破局的關(guān)鍵一步。中國(guó)科學(xué)院微生物研究所真菌學(xué)與創(chuàng)新技術(shù)研究室趙瑞琳?qǐng)F(tuán)隊(duì)，在國(guó)際知名學(xué)術(shù)期刊《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）上發(fā)表重要研究成果。該研究通過(guò)對(duì)雙孢蘑菇進(jìn)行大規(guī)模群體基因組分析，首次系統(tǒng)揭示了其進(jìn)化馴化歷史，并成功解析了白色菌蓋這一關(guān)鍵商業(yè)性狀的遺傳基礎(chǔ)，為培育具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高品質(zhì)菌種奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)。

為了厘清雙孢蘑菇的“身世之謎”與性狀成因，研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了覆蓋全球范圍的遺傳資源圖譜，對(duì)來(lái)自野生環(huán)境與商業(yè)化栽培的482份菌株進(jìn)行了全基因組深度測(cè)序與比較分析。研究發(fā)現(xiàn)，北美和歐洲是雙孢蘑菇的兩個(gè)主要分化中心。歷史上，第四紀(jì)冰期導(dǎo)致的地理隔離促進(jìn)了不同群體的分化，而隨后的氣候回暖（間冰期）則使群體大規(guī)模擴(kuò)張并發(fā)生頻繁的基因交流，最終塑造了當(dāng)今雙孢蘑菇群體復(fù)雜混合的起源與豐富的遺傳多樣性。

研究進(jìn)一步聚焦于人工馴化如何改造這一物種。團(tuán)隊(duì)證實(shí)，白色菌蓋是數(shù)百年來(lái)人工選擇中最關(guān)鍵的外觀性狀。通過(guò)先進(jìn)的基因組學(xué)分析方法，科學(xué)家們精準(zhǔn)定位到控制菌蓋顏色變異的“核心開(kāi)關(guān)”——一個(gè)名為AbPPO1的基因，該基因負(fù)責(zé)編碼黑色素合成途徑中的關(guān)鍵酶。研究發(fā)現(xiàn)了該基因的一個(gè)特有單倍型（AbPPO1Hap_2），它僅存在于白色栽培菌株中。隨后的雜交實(shí)驗(yàn)、遺傳轉(zhuǎn)化及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)解析均證實(shí)，該變異導(dǎo)致了基因功能喪失，從而阻止了褐色色素的合成，使得蘑菇呈現(xiàn)白色。這一發(fā)現(xiàn)首次在分子層面完整揭示了雙孢蘑菇為何“變白”的遺傳機(jī)制。

這項(xiàng)研究不僅是一項(xiàng)重要的基礎(chǔ)科學(xué)突破，更具有深遠(yuǎn)的應(yīng)用前景。它將進(jìn)化歷史分析與現(xiàn)代遺傳學(xué)手段相結(jié)合，不僅闡明了氣候變遷如何塑造大型真菌的遺傳格局，更重要的是，為雙孢蘑菇的分子設(shè)計(jì)育種提供了清晰的基因組學(xué)框架和可直接利用的關(guān)鍵基因靶點(diǎn)。自此，育種專(zhuān)家可以擺脫傳統(tǒng)的、耗時(shí)的經(jīng)驗(yàn)選育，利用該研究成果進(jìn)行精準(zhǔn)、高效的遺傳改良，定向培育出高產(chǎn)、抗病、品質(zhì)優(yōu)良的新品種。

雙孢蘑菇的工業(yè)化栽培始于17世紀(jì)的法國(guó)，直至20世紀(jì)無(wú)菌技術(shù)成熟后才步入現(xiàn)代化生產(chǎn)軌道。如今，這項(xiàng)由中國(guó)科學(xué)家主導(dǎo)的研究，為打破該產(chǎn)業(yè)核心種質(zhì)資源的國(guó)際依賴(lài)提供了強(qiáng)有力的自主工具。未來(lái)，基于該基因組藍(lán)圖培育出的國(guó)產(chǎn)高端菌種，將有力推動(dòng)我國(guó)食用菌產(chǎn)業(yè)的升級(jí)與可持續(xù)發(fā)展，把產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的主動(dòng)權(quán)牢牢掌握在自己手中。

（來(lái)源：真菌學(xué)與創(chuàng)新技術(shù)研究室）