中研院追溯基因演化 解開蕈類發光之謎

臺灣也有發光菇。中研院研究團隊發現，蕈類最早的發光基因簇起始於1億6千萬年前，而這些基因由於特殊的演化機制被逐漸淘汰。研究團隊用臺灣物種解開了生態謎題，將有助於發光基因轉殖於植物的應用。研究論文發表於《美國國家科學院院刊》（PNAS）。

俄國科學家2018年發現蕈類發光的主要基因簇。中研院生物多樣性研究中心副研究員蔡怡陞研究團隊，針對小菇支系採集了臺灣４種發光以及１種不具發光的物種，解序其基因體，發現相較於其他支系，小菇支系的基因體大小差異特別大。

研究團隊沿著基因線索往前追溯，再透過化石資料校正及分析42個菇類總共50萬多個基因，推估出世界上第一株發光蕈類應出現於距今1億6千萬年前的侏羅紀，接著在距今約1億4千萬年前的白堊紀分化出小菇支系。

團隊推測，小菇支系的發光基因簇位於高變異的位置，在演化過程中被不斷重組，部分蕈類發光的功能也因此漸漸被淘汰，導致現今存在的發光基因散落在不同分支。目前還有發光蕈類存在，可能是因為其冷光剛好對適應環境有所幫助，例如：可透過光線吸引昆蟲啃食、幫助散播孢子，繼續繁衍。

研究團隊也發現，在不同發育階段及組織，有另外54個基因的表現量都跟著發光基因簇一同改變，代表這些基因可能正調控著真菌的發光程度。若能進一步掌握其調控，將有助了解真菌調控發光的生態意義。

論文第一及共同作者柯惠棉博士表示，這是全球第一個發表的小菇支系完整基因體的研究。除了有助於了解生物在面對不同環境的生存策略，也提供了研究的藍圖。未來研究團隊將進一步探討物種調控發光的機制。

蔡怡陞強調，雖然臺灣目前對蕈類的研究著重於食用或藥用功能，但發光蕈的應用已愈發成熟且備受重視。本次研究定序的５個物種皆在臺灣採集，如目前僅在臺灣發現的墾丁小菇及金星小菇等，也將成為國際間研究真菌的重要基因體資源。◇