六种致病性炭疽菌非核糖体肽合成酶基因簇多样性及其进化与致病机制研究

　　本研究针对炭疽菌属真菌致病机制不清的问题，由研究人员通过基因组分析手段，聚焦六种Colletotrichum物种中非核糖体肽合成酶（NRPSs）的多样性与进化关系。研究鉴定出53个独特NRPS基因（含9个新发现多模块基因），划分为16个功能分支，并发现C. fructicola特有NRPS基因簇CfNRPS9。该成果为解析真菌次级代谢产物合成及作物病害防控提供了新靶点和理论依据。

　　

次级代谢产物在真菌生存和致病性中起着关键作用，其中非核糖体肽合成酶（non-ribosomal peptide synthetases, NRPSs）是许多重要化合物生物合成中的核心酶。本研究通过整合基因组分析手段，在六种炭疽菌（Colletotrichum）中鉴定出53个独特的NRPS基因及其集群，包括物种特异性基因，并将其归类至不同功能分支。在这53个由六种炭疽菌编码的独特NRPS中，有9个为该属内新发现基因，且均为包含2至4模块的多模块NRPS（multi-modular NRPSs）。基于腺苷化域（adenylation domains）的系统发育分析显示，这些NRPS可划分为16个明显不同的进化枝，各枝均与特定生物学功能相关，例如：apicidin合成酶、chrysogine、羟肟酸盐型铁载体肽合成酶（hydroxamate-type ferrichrome siderophore peptide synthetase）、gliovirin以及其他未分类合成酶。在已识别出的15个基因簇中，有一个包含NRPS基因CfNRPS9的簇为果生炭疽菌（C. fructicola）所特有，而未见于其他炭疽菌基因组。这些发现为理解致病性炭疽菌中NRPS基因簇的多样性及进化路径提供了重要线索，突显了它们在致病性和次级代谢产物合成中的潜在作用。新发现的NRPS基因为后续功能研究以及开发防控炭疽菌病害的新策略提供了有价值的研究靶点。