Nature Reviews Microbiology | 鲁汶VIB-KU微生物学中心揭示种间杂交是真菌进化和适应的驱动力！

关于属于不同物种的生物不交换DNA的传统观点早已被抛弃。在细菌中，这一概念早在1928年就受到了挑战，当时Frederick Griffith实验证明，遗传信息（在这种情况下是一种致病因子）可以从一种肺炎链球菌菌株水平转移到另一种菌株。后来，遗传信息的交换被证明不限于种内交换。取而代之的是，几种独立进化的无性机制允许不同物种之间的水平基因转移。细菌中水平基因转移的普遍性深刻影响了细菌的进化和适应，甚至使人们怀疑“物种”概念与某些原核世系的相关性。

相比之下，在真核生物种之间遗传物质的转移通常被认为是很少有进化结果的罕见事件，因为产生的后代通常是不育的。尽管如此，植物学家早就认识到某些植物物种可以交换遗传物质，这些事件虽然很少见，但却是植物进化的重要驱动力。最近，测序基因组的数量不断增加，发现许多真核生物基因组都包含源自其他物种的基因座，这表明种间DNA交换在生活的所有物种中都普遍存在，包括真菌（图1）。已有研究报道了类似于细菌中通常观察到的DNA片段交换的特定水平基因转移事件，并且提出了一些分子机制（Science | 封面文章！内生真菌基因的水平转移打开小麦抗赤霉病的大门！）。但是，大多数真菌遗传物质的跨物种转移都源自称为“种间杂交”的过程，该过程可以通过有性交配或准性交配发生。

近日，权威学术期刊Nature Reviews Microbiology发表了比利时鲁汶VIB-KU微生物学中心Kevin J. Verstrepen教授团队题为Interspecific hybridization as a driver of fungal evolution and adaptation的综述论文。

跨物种基因转移通常与细菌有关，细菌已经进化出多种促进水平DNA交换的机制。但是，全基因组序列可用性的提高表明，真菌物种也交换DNA，从而导致世系交织，物种边界模糊甚至是新物种。与原核生物相比，真菌DNA交换起源于种间杂交，其中两个基因组融合为一个通常高度不稳定的多倍体基因组，该基因组迅速演化为更稳定的衍生物。所得的杂种可以显示出遗传和表型变异的新颖组合，这些组合可以增强适应性并允许新生境的定殖。种间杂交导致人类和植物的重要病原体（例如分别为各种念珠菌和“白粉病”）和工业上重要的酵母菌的出现，例如酿酒酵母杂交种，它们在冷发酵贮藏啤酒或冷酒的生产中起重要作用。这篇综述讨论了真菌种间杂交的遗传过程和进化意义，并着重介绍了一些研究最好的例子。此外，还解释了杂交种如何用于研究进化、适应和物种形成的分子机制，以及如何为工业应用开发新的变种。

图1：真菌中种间杂交的发生

图2：克服物种边界的路线图

图3：杂交后基因组稳定

图4：转录对杂交的反应

图5：真菌种间杂交中蛋白质复合物的组装

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