中央研究院生物多樣性研究中心「以小菇屬基因體解析真菌發光之演化」的研究論文,今年11月發表於《美國國家科學院院刊》(PNAS),該研究指出蕈類最早的發光基因簇始於1.6億年前,研究發現,這些基因由於特殊演化機制已逐漸被淘汰,該研究用台灣的物種解開了蕈類發光的生態謎題,未來這些發光蕈類的基因可活用於各領域,例如可用於追蹤體內轉殖的癌細胞,而這也是全球第一篇探討真菌發光基因演化的學術文章。
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中研院今(12/15)召開「台灣也有發光菇」記者會。中研院表示,2018年俄國科學家已發現蕈類發光的主要基因簇,但基因體結構及其演化歷史還有待探索,若能掌握完整的基因體,並研究其變異的歷史,便有機會更全面地探討蕈類調控發光的機制、目的及意義。中研院表示「以小菇屬基因體解析真菌發光之演化」的研究論文,追溯基因演化史,找尋蕈類發光的意義。
中研院生物多樣性研究中心副研究員蔡怡陞指出,研究團隊沿著基因線索往前追溯,透過化石資料校正及分析42個菇類總共50萬多個基因,團隊推估出世界上第一株發光蕈類,應出現於距今1.6億年前的侏羅紀。
蔡怡陞表示研究發現發光蕈不是永遠都在發光,不同組織及發育階段也有不同的發光程度;有些只在菌絲發光,有些則在成熟子實體的柄或蕈蓋發光,研究團隊此次發現,在不同發育階段及組織,有另外54個基因的表現量都跟著發光基因簇一同改變,代表這些基因可能正調控著真菌的發光程度,因此若能進一步掌握其調控,將有助瞭解真菌調控發光的生態意義。
蔡怡陞指出,這些發光蕈類的基因可以活用於各領域,例如可用於追蹤體內轉殖的癌細胞,或透過創造能自體發光的植物或環境污染的生物感測警示器。此外,有些小菇屬真菌會導致咖啡產生葉斑病,或本身是開花植物的營養來源,持續探索這些蕈類的基因體,都有助於提升生物資源的利用。
該研究論文第一及共同作者柯惠棉博士則表示,這是全球第一個發表的小菇支系完整基因體的研究。除了有助於了解生物在面對不同環境的生存策略,也提供了研究的藍圖,未來研究團隊將進一步探討物種調控發光的機制。
蔡怡陞強調,雖然台灣目前對蕈類的研究著重於食用或藥用功能,但發光蕈的應用已愈發成熟且備受重視,此次研究定序的5個物種皆在台灣採集,例如目前僅在台灣發現的墾丁小菇及金星小菇等,也將成為國際間研究真菌的重要基因體資源。(許麗珍/台北報導)