New Phytologist | 研究揭示生态普遍性推动植物内生菌次级代谢基因簇的高度多样化！

内生真菌栖息在植物和地衣所有主要谱系的无症状活的光合组织中，形成地球上最普遍的共生体之一。从广泛的生物群落和农业生态系统中得知，内生菌会影响植物的健康、生产力和进化。尽管由于生态上相似的定殖、传播模式和植物生物多样性而被归类在一起，但叶片内生真菌代表了进化史、生活史策略和功能特征的多样性（ISME | 亚利桑那大学Arnold团队揭示外生菌根真菌和叶片内生真菌距离衰减的驱动因素！）。尽管最近对植物微生物组研究的兴趣激增，但叶片内生真菌用来建立共生宿主关联的基因组和分子机制在很大程度上仍然未知。

2021年11月19日，国际权威学术期刊New Phytologist发表了美国亚利桑那大学Jana M. U’Ren团队的最新相关研究成果，题为Ecological generalism drives hyperdiversity of secondary metabolite gene clusters in xylarialean endophytes的研究论文。

●虽然次生代谢物通常与竞争性或致病性相互作用有关，但Xylariales内生真菌的高生物活性，加上它们的丰度和跨越陆地植物和地衣所有谱系的广泛宿主范围，表明增强的次生代谢可能促进与系统发育的共生多样化的宿主。

●本研究检测了两个进化枝（Xylariaceaes.l. 和 Hypoxylaceae）中96个Xylariales基因组的次级代谢产物基因簇 (SMGC)，包括88个新测序的内生菌和密切相关的腐生菌和病原体的基因组。科研人员将基因组数据与内生菌宿主和底物的大量宏数据配对，能够揭示与共生相互作用和生态作用的广度相关的基因组因素。

●所有基因组都含有超丰富的SMGC；然而，Xylariaceae的基因重复、水平基因转移 (HGT) 和SMGC的数量有所增加。内生菌代谢多样性的增强与宿主的多样性和木质纤维素分解能力的增加有关。

●本研究结果表明，作为宿主和底物的多面手，Xylariaceae内生菌与生态特化的Hypoxylaceae物种相比，经历了更大的选择来使SMGC多样化。总的来说，科研人员的结果提供了新的证据，表明SMGC可能促进与系统发育不同宿主的共生，突出了微生物共生对推动真菌代谢多样性的重要性。

图1. Xylariaceae s.l.和Hypoxylaceae基因组的特点是高度多样化和动态代谢基因簇

图2. Xylariaceae s.l.和Hypoxylaceae基因组的水平基因转移 (HGT) 的系统发育分布和功能注释

图3. Xylariaceae s.l.中更大的基因组进化枝反映增加的重复区域、基因增益和重复以及水平基因转移 (HGT)

图4. 姊妹类群的成对比较表明，Hypoxylaceae中的生态模式更加明显

图5. 次生代谢物基因簇 (SMGC) 含量与腐生和致病性相关基因的相关性

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