广东省科学院微生物研究所研究员邓旺秋团队在国家自然科学基金等项目的资助下，从多组学角度揭示了巨大灵芝适应高温和降解木质纤维素的分子调控网络。相关成果近日发表于《食品生物科学》（Food Bioscience）。
我国灵芝科真菌资源丰富，药用与生态价值兼具，研究备受关注。巨大灵芝Ganoderma colossus(Fr.) C.F. Baker是灵芝科独特成员，主要分布于热带和亚热带地区。其子实体淡草黄色或奶油黄色，质地偏软，担孢子大（长达20微米），具球形厚垣孢子。文献记载，巨大灵芝子实体含33种高度修饰的三萜化合物，与其他灵芝属三萜结构差异明显，有抗疟、抗结核、抗肺癌等多种药用功效。多数大型真菌菌丝生长最适温度在30℃以下，而巨大灵芝菌丝体耐高温能力强，可在45℃正常生长，但相关耐高温基因此前未被报道。
该研究团队对从南海岛屿采集的巨大灵芝菌株进行基因组测序，组装成20个contigs，基因组大小49.13 Mb，含13063个蛋白编码基因。温度测试发现，其菌丝体适宜生长温度范围为30℃-45℃，40℃时生长速度大于12 mm/d，50℃高温下仍能缓慢生长。转录组测序分析显示，与30℃相比，45℃条件下菌丝体中蛋白修饰基因、胁迫响应转录因子、解毒和代谢相关基因CYP450及编码CAZYmes的基因显著上调表达，HSP20和氧化磷酸化相关基因显著下调。
用稻草和木屑培养巨大灵芝，扫描电子显微镜结果显示，培养3天后稻草被完全降解，木屑被部分降解。不同培养基质转录组数据显示，与PDA相比，在稻草和木屑培养基上，菌丝体中编码CAZYmes和CYP450的基因及特异转录因子上调，表现出纤维素和半纤维素降解偏好性。不同温度和基质条件下菌丝体转录组关联分析表明，74个差异表达基因与高温适应和木质纤维素降解相关，包括CAZYmes和CYP450编码基因及Zn2C6等转录因子。
基于此，该研究提出巨大灵芝高温适应和木质纤维素降解新调控模式：Zn2-C6等转录因子激活CAZYmes和CYP450编码基因表达，增强其耐热性和木质纤维素底物利用能力。此外，研究发现巨大灵芝在PDA培养基上产生更丰富的三萜类化合物，角鲨烯单加氧酶基因和CYP450编码基因是其三萜类化合物生物合成的关键调控候选基因。
论文第一作者、广东省科学院微生物研究所副研究员王刚正表示，该研究结果表明，巨大灵芝是研究食药真菌高温适应和木质纤维素降解分子机制的理想材料，为灵芝类优质品种的选育提供了新材料和新思路。
相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.fbio.2025.107360
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