• 研究背景

裂褶菌 (Schizophyllum commune) 作为一种典型的四极性交配担子菌，拥有独特的交配系统和丰富的交配类型，一直是研究真菌有性生殖的重要模式生物。裂褶菌的交配系统由A、B两个独立基因座控制，每个基因座又分α、β两个亚位点。理论上，A和B的组合可以产生数万种交配型，让这种真菌在自然群体中保持惊人的遗传多样性。传统观点认为，裂褶菌的交配只有四种基本反应：(1) A≠B≠：双方A、B均不相同，菌丝融合，核迁移，形成锁状联合，最终发育出子实体；(2) A=B≠：A相同、B不同，核迁移但不形成锁状联合；(3) A≠B=：A不同、B相同，形成栅栏反应，无核迁移；(4) A=B=：双方A、B都相同，通常被认为“没有反应”，在实验中常被忽略。

然而，这篇发表于Journal of Fungi 的研究却提出了一个大胆的猜测：在同一个交配型内部，还存在更精细的“亚型”分化，该团队致力于从菌株间的交配表型和核迁移动态差异上寻找交配亚型存在的证据，为四极性真菌的遗传分化过程提供新的启示。

• 研究方法与结果

(1) 从149个单核菌株中发现的“对称与不对称”：研究团队从洋底沉积物中分离到一株裂褶菌20R-7-ZF01，并从其子实体中获得了149个单核菌株。通过两轮交配实验，他们观察了596对组合的交配反应，结果发现，这些表型被分为两组 (G1和G2)，每组包含四种交配反应类型：A=B=、A≠B≠、A≠B=和A=B≠。G1组菌落对称，而G2组菌落不对称，菌丝密度、边界形态明显不同。且G1与G2的菌株比例接近1:1。研究团队将G1组内菌株的基因型记为亚型I，G2组内菌株的基因型定义为亚型II。

图1. S. commune 20R-7-ZF01交配实验流程示意图与四极性交配表型

(2) 亚型间的交配：当亚型I与亚型II菌株杂交时，虽然仍能完成核迁移和锁状联合，但子实体数量只有亚型内交配的30%–50%，锁状联合数量也仅约三分之一。研究团队还利用四种荧光蛋白标记了组蛋白H2A，实时观察了菌丝融合与核迁移过程。结果显示，无论亚型内还是亚型间交配，核迁移的基本模式一致，说明亚型分化并未改变交配的基本流程，但影响了菌落的交配表型和有性生殖的效率。

图2. S. commune 20R-7-ZF01的平均子实体数量 (A≠B≠交配反应)，锁状联合显微观察与荧光显微镜下交配亚型菌株交配反应的细胞核迁移可视化

(3) 基因层面的关键发现：通过对8个代表性菌株进行基因组测序，研究团队锁定了B交配型基因座上的两个信息素基因——bbp2-9和bbp2-7。在Bx亚型I中多出一个bbp2-9，在By亚型I中多出一个bbp2-7。当用shRNA沉默这两个基因后，菌株的交配表型发生了“反转”：原本交配表型为G1组的转向G2，原本G2组的转向G1。这直接证明，这两个信息素基因是决定交配亚型身份的关键因子。此外，在另外5株来自洋底和陆地的裂褶菌中，同样观察到了类似的亚型分化模式，说明这一现象并非孤例。

图3. S. commune 单核菌株推测的A、B交配型基因座和亚型基因沉默菌株的交配表型

• 研究总结

这项研究提出了一个全新的概念：在裂褶菌的同一交配型内部，还存在两个功能上可区分的亚型 (I和II)。亚型内交配产生对称的G1表型，子实体多、繁殖力强；亚型间交配产生不对称的G2表型，子实体少、繁殖力弱。

从遗传机制上看，B基因座上的信息素基因，如bbp2-9和bbp2-7，是区分亚型的关键。信息素基因的拷贝数或序列差异，可能改变了信息素和受体识别的强度，进而影响交配后的发育程序。

这一发现挑战了经典四极性交配系统的简化模型，提示真菌交配型内部可能存在更精细的遗传分化；这为理解真菌如何维持遗传多样性提供了新视角；也为其他四极性交配真菌的研究提供了范式，未来或可在更多物种中发现类似的亚型结构。

• 作者简介

刘常宏，南京大学生命科学学院教授，博士生导师。曾在加拿大农业部和美国国立卫生研究院进行访问研究，并参与了国际综合大洋钻探计划 (IODP) 337航次。主持了8项国家级科研项目，发表相关论文150余篇，授权专利11项，获得多项科研成果奖励。主要研究方向包括洋底沉积微生物与元素地球化学循环、功能微生物资源的开发与应用。

阅读英文原文：https://www.mdpi.com/2309-608X/11/4/277

• JoF 期刊介绍 

主编：David S. Perlin, Hackensack Meridian Health Center for Discovery and Innovation, USA

期刊主题涵盖了病原真菌、医学真菌学、药用真菌、抗真菌药物耐药性、真菌与健康、真菌与皮炎、寄生真菌、真菌分子系统发育、植物真菌和土壤真菌、真菌毒理学、真菌遗传学和进化、真菌生物学、多样性和生态学、真菌和环境互作和真菌应用技术等。目前期刊已被Scopus、SCIE (Web of Science)、PubMed、PMC和CAPlus/SciFinder等数据库收录。

2025 Impact Factor：4.3

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期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/jof

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