基于Nanopore测序的真菌基因组组装，是采用多种拼接软件和方法寻找最优基因组组装策略，构建高质基因组contig序列，两轮Racon纠错后，用二代数据进行两轮Pilon纠错，得到近染色体水平的真菌基因组准完成图。

实测案例

注：M01、M02组装出的染色体条数与前人报导、核型分析一致，已达到完成图级别。

真菌基因组准完成图的优势

1. 能跨越高重复区域和高复杂区域，解决了高重复、高杂合基因组的组装难题。

2. 基因组组装指标实现从Kb到Mb的跨越，得到近染色体水平的准完成图。

3. 可以直接检测到甲基化修饰信息，对于表观遗传学的研究有重要意义。

文献推荐：

Lan Y et al. Genome Sequencing of Three Pathogenic Fungi Provides Insights into the Evolution and Pathogenic Mechanisms of the Cobweb Disease on Cultivated Mushrooms. Foods. 2024.

项目文章｜蘑菇病原真菌的基因组测序揭示其致病机制

一、简介

随着现代社会的发展和对健康食品需求的增长，食用蘑菇变得越来越受欢迎。然而，由真菌病原体引起的蛛网病对蘑菇的产量和质量都产生了不利影响。为了揭示病原真菌的致病机制，作者通过Nanopore和Illumina测序平台对三株致病菌进行了基因组测序和组装，为理解这些病原菌的进化及致病机制提供了新的见解。贝纳基因为该研究提供了测序和分析服务。

英文标题：Genome Sequencing of Three Pathogenic Fungi Provides Insights into the Evolution and Pathogenic Mechanisms of the Cobweb Disease on Cultivated Mushrooms

中文标题：蘑菇病原真菌的基因组测序揭示其致病机制

发表时间&期刊：2024.08 & Foods

二、主要结果

1. 三株真菌的基因组概况

Hypomyces aurantius CB-Fv（图1A）、Cladobotryum mycophilum CB-Ab（图1B）、Cladobotryum protrusum CB-Mi（图1C）分别从金针菇、双孢菇、羊肚菌中分离得到，其杂合度分别是0.073%、0.128%和 0.101%，基因组大小分别是33.19 Mb、39.83 Mb、38.10Mb，都包含10条contigs。

图1 病原菌的菌落形态和基因组概况

2. 基因预测

H. aurantius、C.mycophilum、C. protrusum所预测到的基因平均长度为1590.3 bp、1593.5 bp、1618.1 bp，平均外显子长度为554.7 bp、561.1 bp、572.9 bp；利用BUSCO评估其组装完整性，分别为98.2%、98.4%、98.8%，高完整性表明组装质量较好以及基因预测的高保真度。

图2 基因组圈图

3. 比较基因组与进化分析

挑选了20株子囊菌和4株担子菌，与该研究的3株病原菌共同构建系统发育树。结果表明，Hypomyces 和Escovopsis属在1751万年前分化，Hypomyces和Cladobotryum属在1712万年前分化。说明蛛网病病原菌在基因上是相似的，在遗传水平上存在相同的感染机制。

共线性分析表明，这三个菌株具有高度的共线性保守性，菌株CB-Mi和CB-Ab之间的基因组重排事件较少，在染色体水平上存在保守contigs和可变contigs，可变contigs发生了更多的重排事件。

图3 三株病原菌的比较基因组和进化分析

4. 碳水化合物酶（CAZymes）分析

H. aurantius CB-Fv、C. mycophilum CB-Ab、C. protrusum CB-Mi分别含有358、399、401个CAZymes，被分为6大类：GHs、GTs、CEs、AAs、CBMs、PLs。3株菌所含有AA7家族的基因数量最多，分别是36、51、45条，该家族的基因主要参与次级代谢物的合成，如抗真菌物质环氧环己醇类天然产物、防御相关代谢物玉米烯酮等。此外，它们含有较多GH18家族的基因，该类基因在病害感染方面发挥着重要作用。

图4  CAZymes基因的分布

5. 致病相关基因

CB-Fv、CB-Ab、CB-Mi分别预测到717、882、936个分泌蛋白，其中89、109、112个都在PHI和DFVF数据库中有注释结果。一些基因被注释为蛋白酶、脂酶、疏水蛋白以及ROS相关蛋白，在抵御病害、应激防御等过程中起着关键作用。

图5 致病相关基因的分布

三、研究结论

蛛网病病原菌首先通过分泌抗真菌代谢物抑制宿主细胞的生长，随后分泌几丁质酶、内切β-1,3-葡萄糖酶等降解宿主细胞壁，为自身生长提供营养，从而完成侵染过程。此外，疏水蛋白也深入参与和调控感染过程。该研究为蘑菇生产中蛛网病的防治提供科学指导。

参考文献：

[1] Lan Yufei,Cong Qiangqiang, Yu Qingwei, et al. Genome Sequencing of Three Pathogenic Fungi Provides Insights into the Evolution and Pathogenic Mechanisms of the Cobweb Disease on Cultivated Mushrooms. Foods(2024).

原文链接：https://doi.org/10.3390/foods13172779