病原真菌一方面可引起果实腐烂造成巨大的经济损失，另一方面会产生真菌毒素威胁人类健康。近年来，真菌毒素诱发的食品安全问题越来越受到世界各国关注。由扩展青霉（Penicillium expansum）产生的棒曲霉素（Patulin）是造成果蔬及其加工制品污染的重要真菌毒素，然而棒曲霉素生物合成的分子基础及其调控机制并不清楚。
中国科学院植物研究所田世平研究组对两种青霉菌（扩展青霉P. expansum，能侵染多种不同种类的果实；意大利青霉P. italicum，只侵染柑橘类果实）进行了全基因组de novo测序，分别获得了33.52 Mb和28.99 Mb的高质量基因组草图。比较基因组学分析发现，P. expansum 的次生代谢基因组群非常发达，包含55个次生代谢基因簇，数量相当于P. italicum 的2倍。进一步研究发现，P. expansum 中含有一个完整的棒曲霉素合成基因簇，该基因簇由15个基因组成，编码11个催化酶、3个转运蛋白和1个特异性转录因子。基因敲除实验证明PePatL和PePatK 在棒曲霉素合成途径中起到关键作用。与之相比，P. italicum 基因组仅含有3个棒曲霉素合成相关基因，因此不能产生棒曲霉素。
该研究结果为进一步解析棒曲霉素生物合成调控的分子机制以及青霉属真菌寄主专化性等生物学问题奠定了基础。
相关研究成果近期作为封面文章发表在植物病理学学术期刊Molecular Plant-Microbe Interactions上。田世平研究组的副研究员李博强和博士毕业生宗元元是该论文的并列第一作者。研究得到了科技部“863”项目和中科院工业基地方向性项目的资助
扩展青霉和意大利青霉的形态、病害症状和基因组特征
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