Генетики раскрыли эволюционную историю и тайну одомашнивания шампиньонов

Крупномасштабное популяционное геномное исследование пролило новый свет на эволюционную историю и процесс одомашнивания шампиньона двуспорового (Agaricus bisporus) — одного из самых широко культивируемых съедобных грибов в мире.

Автор: Pixabay/CC0 Public Domain

Работа под руководством профессора Чжао Жуйлиня из Института микробиологии Китайской академии наук показала, как климатическая динамика и ключевой ген адаптивной эволюции совместно сформировали разнообразие этого гриба. Исследование было опубликовано в журнале Current Biology.

Как климат сформировал разнообразие грибов

Проанализировав данные полногеномного секвенирования 482 диких и коммерческих штаммов A. bisporus, собранных по всему миру, учёные выяснили, что географическая изоляция, вызванная четвертичным оледенением, вероятно, привела к расхождению популяций шампиньона около двух миллионов лет назад, с центрами в Северной Америке и Европе. Это привело к формированию трёх различных разновидностей. Последующие межледниковые расширения способствовали обширному генному потоку между популяциями, что привело к смешанному происхождению у современных популяций A. bisporus var. bisporus.

Генетическая основа одомашнивания

Исследователи также раскрыли ключевой генетический механизм, лежащий в основе одомашнивания шампиньона. Анализ родства показал, что белая шляпка была ключевым признаком, отобранным в процессе доместикации. С помощью анализа селективных зачисток и полногеномного поиска ассоциаций (GWAS) учёные связали вариацию цвета шляпки с геном полифенолоксидазы 1 (AbPPO1) на 8-й хромосоме, который кодирует ключевой фермент в биосинтезе меланина.

Эволюция функционального мутантного гаплотипа гена AbPPO1 положительно связана с эволюцией популяции и вариацией цвета шляпки. Белые штаммы обладают уникальным гаплотипом AbPPO1Hap-2, который произошёл от светлого гаплотипа и составляет генетическую основу одомашнивания шампиньона. Более того, анализ белковой структуры показал, что вариации аминокислот внутри AbPPO1Hap-2 вызывают структурные изменения в белке, а трансгенные эксперименты подтвердили, что этот гаплотип несёт мутацию потери функции в гене AbPPO1.

Интегрировав эволюционную геномику и генетику доместикации, это исследование подчёркивает влияние исторической климатической динамики на биоразнообразие грибов. Оно иллюстрирует генетическую сложность одомашнивания шампиньона и предоставляет геномную основу для использования и улучшения его генетических ресурсов.

Дополнительная информация: Zhi-Lin Ling et al, Genomic signatures of evolution and domestication in the button mushroom Agaricus bisporus, Current Biology (2026). DOI: 10.1016/j.cub.2025.12.008

Источник: Chinese Academy of Sciences

Интересный факт: шампиньон двуспоровый, включая его белую разновидность, составляет около 40% от мирового производства культивируемых грибов. Его промышленное выращивание началось во Франции в XVII веке, но лишь в XX веке, с пониманием стерильных технологий, оно приобрело современные масштабы. Открытие конкретного гена, ответственного за цвет, открывает путь для целенаправленной селекции новых сортов с улучшенными агрономическими свойствами.