有数百万种真菌物种，在曲霉属中发现的几百种真菌物种在从工业生产到农业植物病原体的各个领域中发挥着重要作用。2018年10月22日，由丹麦技术大学，美国能源部(DOE)联合基因组研究所(JGI)，美国能源部科学用户设施办公室和联合生物能源研究所的科学家领导的自然遗传学组报告。美国能源部生物能源研究中心(JBEI)提出了曲霉菌真菌亚群的第一个大型分析，即Nigri部分。

“曲霉菌是一个非常重要的属，不仅适用于生物技术，还适用于农业，人类健康，酶生产和食品发酵中的所有角色，”该研究的共同作者，环境分子科学实验室科学领域负责人Scott Baker说。 ，太平洋西北国家实验室的国家用户设施和JBEI的真菌生物技术组的成员。“就其对我们重要事物的影响而言，它是真菌属的瑞士军刀。”

该结果是对300多种曲霉菌真菌的基因组进行测序，注释和分析的长期项目的一部分。Nigri部分内的六个真菌基因组已经在之前进行了测序;JGI对亚组内的23个额外的真菌基因组进行了测序和注释。这些包括20种物种的基因组和相同物种的多种分离物黑曲霉(Aspergillusniger)。由此产生的纲要允许研究人员在Nigri部分内进行种内比较，以及将亚组内的真菌基因组与曲霉属内的其他基因组进行比较。

研究物种多样化

“在分类部分内和之间的比较使我们能够为该部分建立遗传谱，这可以与该部分物种的表型(已知特征)相关联，”丹麦技术大学的研究高级作者Mikael Andersen说。 。“这在许多方面非常有用;例如，鉴定新的独特酶或将有趣的生物活性化合物与生物合成基因联系起来。这为新的可持续细胞工厂铺平了道路。”

Baker补充说，亚组内的种内比较为研究人员提供了研究物种多样化和深入研究真菌进化的机会。“这使我们能够洞察这些真正密切相关的物种之间的差异，”他说。“当我们设计有机体时，我们正在进行改变。那么我们可以从自然进化过程中获得什么见解，以帮助我们更好地设计可以为我们做好事的应变?”

在选择关注Nigri部分时，研究人员认识到该亚组内真菌的无数工业应用。它们作为260种工业酶中的49种的生产有机体，也是酶和次级代谢产物的非常有效的生产者。JGI真菌项目负责人Igor Grigoriev说，对曲霉属内基因组进行测序的目的之一是增加碳水化合物活性酶(CAzymes)的目录，这些酶可以降解植物细胞壁，因此可用于DOE开发工业的任务使用候选生物能源原料作物生产可持续替代燃料的过程。

成千上万的新基因

该团队发现了数以千计的新基因。对于Nigri部分独有的所有基因组，他们鉴定了与次级代谢，基因调控或蛋白质调节等功能相关的物种特异性基因簇。此外，虽然存在用于次级代谢物生物合成的共有基因簇，但是所有的曲霉属部分Nigri真菌都具有其自身独特的次级代谢基因组。

Andersen指出，随着该团队继续对曲霉属内的更多基因组进行测序和注释，他们的目标是报告更多部分。“许多更有趣的发现正在进行中;多样性是巨大的，每个物种的生物能源，生物技术和生物治疗的潜力都是惊人的。”