金针菇是重要的食药用真菌，其中白色金针菇是市场主流品种，但其种质同质化问题严重，且长期受国外菌株公司制约。目前，关于金针菇子实体颜色的遗传基础及其色素的具体成分仍不明确。近日，中国科学院微生物研究所赵瑞琳团队与福建农林大学谢宝贵团队合作在Journal of Advanced Research发表题为“Dual genetic loci and flavonoid metabolism orchestrate fruiting body coloration in Flammulina filiformis: a multi-omic roadmap for fungal pigmentation”的文章。
该研究通过对黄色和纯白金针菇子实体的代谢组学分析，揭示了金针菇黄色素的核心成分为黄酮类物质。通过构建人工分离群体，揭示了子实体颜色受双重调控机制：即由控制黄色素是否产生的质量性状和决定颜色强度的数量性状共同决定。结合群体分离分析（BSA）、全基因组关联分析（GWAS）和转录组数据，团队解析了金针菇调控颜色形成的主效基因座Ffcrs（位于重组抑制区域内），并鉴定出两个关键调控基因——转录激活因子基因Ffakr和编码苯丙氨酸解氨酶基因Ffpal。进一步遗传转化实验及蛋白质结构模拟验证了上述关键基因的功能。
该研究解析了由质量与数量性状共同作用的复杂遗传结构，为理解大型真菌的色素形成提供了新的范式。所鉴定的关键基因为食用菌重要经济性状——色素形成的精准调控奠定了分子基础。
中国科学院微生物研究所博士研究生吕志文为论文的第一作者，福建农林大谢宝贵教授、陶永新副教授和微生物所赵瑞琳研究员为论文的共同通讯作者。研究得到了国家重点研发计划、福建省重大科技专项及北京市食用菌创新团队等项目的资助。
图形摘要
