奶酪生產背后的青霉菌進化

　　法國的一個研究小組利用全新的及現有的青霉菌基因組，發現了對奶酪生產很關鍵的基因水平轉移事件。研究人員推斷這些結果可能會改善奶酪的生產，同時強調了可能出現意想不到的水平轉移事件，帶來食品安全的問題。這項成果于近日發表在《Current Biology》上。

　　文章的共同通訊作者，巴黎第十一大學的進化研究人員Antoine Branca表示：“我們能確定青霉菌中直接參與奶酪適應的基因，為菌種改良開辟了道路，特別是獲得快速生長的菌株。”不過，Branca也認為，結果帶來了食品安全的擔憂，“因為這表明，同一食物中不同真菌的存在允許基因的頻繁轉移”。

　　馴化是適應性研究的一個很好的模式，因為它涉及到一些明確特征的選擇。之前很少有研究關注真菌的馴化，但它們對生物產業很重要。在這項研究中，研究人員專注于青霉菌（Penicillium fungi），它們在許多不同的環境中存在。

　　研究人員測序并組裝了五種青霉菌代表的基因組草圖，之后開展比較分析，引入了更多菌種的基因組序列數據。總之，他們研究了10種青霉菌，包括奶酪生產中使用的婁地青霉（P. roqueforti）和干酪青霉（P. camemberti），以及作為奶酪污染物的菌種。研究人員還引入了四種曲霉菌的序列，作為系統發育分析的外群。

　　通過這些數據，他們發現青霉菌中存在100多次基因水平轉移事件。據Branca介紹，其中七次轉移特別大，跨越10 kb或以上，而至少兩個轉移的序列包含了輔助生長和奶酪生產的基因。這些結果都經過后續實驗的驗證。

　　對于奶酪相關的菌種，這些水平轉移序列中的基因似乎讓真菌在奶酪上有了生長優勢，它們包括奶酪成熟時表達的基因。而另一方面，研究人員的實驗表明，奶酪相關的菌種在極少的生長培養基時競爭不過其他的青霉菌。

　　水平基因轉移似乎在干酪青霉中特別常見，它來源于19世紀用于制造藍灰色奶酪的真菌。同樣地，研究人員也在婁地青霉中發現了頻繁的水平基因轉移，這是一個具有遺傳多樣性的物種，除了在奶酪生產中發揮作用，也與木材和青貯相關。