台灣菇解開「野菇發光」原理 中研院研究榮登國際期刊

蕈類為何會發光?一直是科學家好奇的問題。2018年,俄羅斯科學家已發現蕈類發光的主要基因簇,但基因體結構及演化歷史,仍待探索。蕈類最早的發光基因,始於1.6億年前,但因演化機制的特殊性,而逐漸被淘汰。

台灣中研院最新研究「以小菇屬基因體解析真菌發光之演光」的研究指出,若能掌握完整的基因體,研究其變異的歷史,將有機會完整的探討蕈類調控發光之機制、目的。研究成果11月發表於「美國國家科學院院刊(PNAS)」,是全球第一篇探索真菌發光基因演化之學術文章,且被選為當期的封面故事。

中研院生物多樣性研究中心蔡怡陞副研究員指出,一個生物體內的基因體,是由一個個基因排列組成基因簇(gene cluster),再組成完整的基因體。基因體的結構差異,是決定不同的物種。真菌生物特徵的展現,大多是由基因簇所調控。研究團隊針對台灣小菇支系,採集4種發光及1種不發光的物種,解序其基因體。依據基因演變往前追溯,透過化石資料分析42個菇類,共超過50萬個基因,推算出世界上第一株發光蕈類,應是出現於距今1.6億年前的侏羅紀。

蔡怡陞表示,發光蕈不是一直都在發光,不同組織、發育階段,會有不同的發光程度;有些菌絲發光,有些則在實體的柄或蕈蓋發光。研究團隊還發現,於不同發育階段及組織,有些基因的表現量,是跟著發光基因簇同時改變,顯見這些基因,可能正調控著發光程度。團隊也推測,小菇支系的發光基因簇,在演化過程中不斷重組,部分發光的功能因此漸漸被淘汰,導致目前存在的發光基因散落在不同分支。而現今發光蕈類的存在,可能是其冷光恰好對適應環境有所幫助。若能進一步掌握其調控,將更進一步助瞭解真菌調控發光的生態意義。

蔡怡陞更指出,這些發光蕈類的基因,可活用於各領域,持續探索這些蕈類的基因體,有助於提升生物資源的利用。該研究論文共同作者柯惠棉博士則表示,這是全球首度發表的小菇支系完整基因體的研究,對於了解生物在面對不同環境的生存策略,也供了研究的藍圖。本次研究的5個物種,皆採集於台灣,台灣發現的墾丁小菇及金星小菇,亦將成為國際研究真菌的重要資源。【記者  鄭昱庭整理報導】