全球首次！树脂薄皮菌完整基因组破译，药食真菌再添“潜力股”

近日，北京林业大学司静研究团队在期刊《Genomics》发表文章《The first assembled genome of Ischnoderma resinosum (Basidiomycota,edible-medicinal fungus) contributes to insights into its medicinal properties and lignocellulosic degradation potential》（Q2,IF:3.0），是全球首个树脂薄皮菌（Ischnoderma resinosum）全基因组组装成果，完成这项研究不仅填补了该物种的基因组空白，更从基因层面证实了它在木质素降解、活性多糖合成、萜类物质生产上的强大潜力，为药食真菌开发打开全新方向。

一、重磅突破：首次完成高质量基因组组装 

树脂薄皮菌是一种兼具食用与药用价值的白腐菌，此前因缺乏基因组数据，研发应用严重受限。本次研究采用PacBio HiFi测序，最终获得高质量基因组：基因组总长：34.15 Mb，编码基因：9418个- Contig N50：3.10 Mb - BUSCO完整性：95.12% 数据完整度高，为后续功能挖掘与品种培育奠定坚实基础。

图 1.A Ischnoderma resinosum 基因组的组装图及基因预测图。a：重复序列密度；b：编码 CAZyme 的基因；c：GC 比例；d：基因密度；e：13 个连续序列片段（图中仅显示长度大于 1 Mb 的连续序列片段）；f：I. resinosum 的果实在不同个体中的分布情况。B：基于五个数据库进行注释的基因；C：GO 注释结果；D：KEGG 注释结果。

表1 Ischnoderma resinosum 的基因组组装统计信息

表2 Ischnoderma resinosum基因组预测统计数据

表3 蛋白质编码基因的注释统计信息

二、基因解密：超强“木质纤维素降解工厂”

基因组分析发现，树脂薄皮菌携带577个碳水化合物活性酶（CAZyme）基因，构成强大降解系统：1.高效降解木质素 富含AA2（木质素过氧化物酶）、AA1（漆酶）、AA3家族基因，可高效分解阔叶木木质素，降解能力优于多种常见白腐菌，在生物质能源、染料脱色、生物修复领域极具工业价值。2. 强力分解纤维素/半纤维素 GH5、GH3、AA9（LPMO）等基因丰富，搭配独特AA16基因与CBM67结构域，对顽固结晶纤维素分解能力突出，是天然的“生物质降解高手”。

图2.18 种真菌物种的 CAZYME 聚类结果

图3 18 种真菌物种的 CAZyme 亚家族聚类结果。每个亚家族的基因数量经过 Z-score 校正，并在蓝色到橙色的颜色尺度上显示。

三、药用潜力：多糖+萜类，双核心活性物质

研究从基因组层面证实，树脂薄皮菌具备明确的药食同源价值：活性多糖合成能力，拥有完整的多糖合成通路，可合成甘露糖、葡萄糖、半乳糖等组成的功能性多糖，具有抗氧化、保肝、免疫调节潜力，结构与灵芝、香菇多糖相似，呈三螺旋活性构象。萜类物质合成基础鉴定出21个萜类合成基因簇，具备MVA萜类骨架合成通路，可产生三萜、泛醌等活性物质，与传统药用真菌紫芝高度同源，预示抗肿瘤、抗炎潜力。特色NRPS基因簇含11个非核糖体肽合成酶基因，可产抗菌、免疫调节活性肽，形成独特次生代谢防御系统。 四、进化地位：独立支系，药用价值独特 系统发育分析显示，树脂薄皮菌在多孔菌目里属于独立进化支系，与紫芝、栓菌等药用真菌存在32%–38%基因共线性，既保留木质降解功能，又拥有独特药用代谢通路。

表4 与参考物种相比，Ischnoderma resinosum 的 KEGG 注释结果摘要以及次级代谢物基因簇统计信息

四、应用前景：三大领域迎来新原料 

1. 功能食品/保健品：活性多糖、萜类可开发免疫调节、抗氧化产品； 2. 生物医药：为抗肿瘤、抗炎先导化合物提供新来源； 3.工业生物催化：木质素降解酶用于秸秆利用、纺织脱色、环保治理。