真菌的二態(tài)性（dimorphism），即在酵母樣形態(tài)與菌絲形態(tài)之間靈活轉(zhuǎn)換的能力，是一種重要的適應(yīng)性策略，使真菌能夠在多變的生態(tài)環(huán)境中生存與繁衍。這種形態(tài)可塑性在許多真菌病原體中尤為顯著，酵母型向菌絲型的轉(zhuǎn)變常與毒力、致病性以及生命周期的關(guān)鍵階段密切相關(guān)。

金耳被譽(yù)為菌中“燕窩”、“真菌皇后”，因其營養(yǎng)豐富和藥用價值而備受關(guān)注，其栽培規(guī)模不斷擴(kuò)大。金耳有著獨(dú)特的“寄生性”，其子實(shí)體的形成依賴于金耳菌（Naematelia sinensis）與毛韌革菌（Stereum hirsutum）的互作。酵母型向菌絲型的轉(zhuǎn)變是金耳菌完成寄生和有性生殖的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，但在純培養(yǎng)條件下，金耳菌保持酵母狀態(tài)，難以誘導(dǎo)菌絲化，成為限制兩菌互作、子實(shí)體形成以及雜交育種研究的核心瓶頸。

近日，中國科學(xué)院微生物研究所董彩虹研究團(tuán)隊在 Microbiological Research 發(fā)表題為《Pheromone MAPK pathway regulates the yeast-to-hypha transition in the parasitic mushroom Naematelia sinensis in a cell fusion–independent manner》的最新研究成果。該研究揭示了金耳菌的酵母—菌絲轉(zhuǎn)變不依賴細(xì)胞融合，且由信息素MAPK通路主導(dǎo)。這一發(fā)現(xiàn)不僅刷新了人們對真菌發(fā)育與信號調(diào)控的認(rèn)知，也為金耳的人工栽培與發(fā)育調(diào)控提供了新的科學(xué)依據(jù)。

研究團(tuán)隊通過系統(tǒng)篩選培養(yǎng)條件，發(fā)現(xiàn)利用金耳栽培廢料制備的誘導(dǎo)培養(yǎng)基（IDM）可有效誘導(dǎo)酵母狀細(xì)胞向菌絲轉(zhuǎn)變，且乳糖（lactose）具有顯著的促進(jìn)作用。更令人驚訝的是，金耳菌的菌絲化并不依賴細(xì)胞融合，不同交配型的菌株即使不直接接觸，也能通過某種可擴(kuò)散的“化學(xué)信號”實(shí)現(xiàn)形態(tài)變化。這意味著金耳菌可能通過分泌性信息素實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的“細(xì)胞交流”，從而啟動菌絲發(fā)育。

通過全基因組重測序與轉(zhuǎn)錄組分析，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)金耳菌在形態(tài)轉(zhuǎn)變過程中，信息素MAPK信號通路被顯著激活。該通路在真菌中相當(dāng)于“信號中樞”，負(fù)責(zé)感知外界刺激并指揮細(xì)胞的生長、分化與發(fā)育。金耳菌中多個核心信號基因（如 STE3, STE7, FUS3/KSS1, STE12 等）在酵母向菌絲轉(zhuǎn)變階段顯著上調(diào)，表明該通路是驅(qū)動形態(tài)切換的關(guān)鍵動力。同時研究發(fā)現(xiàn)乳糖在這一過程中可能不僅是碳源，更可能作為一種 “信號分子”參與調(diào)控發(fā)育，為探索真菌中碳源感知與形態(tài)信號交互提供了新的思路。

該研究系統(tǒng)揭示了金耳菌二態(tài)生長的分子基礎(chǔ)，不僅拓展了對真菌二態(tài)性與發(fā)育信號的理解，也為金耳的人工栽培優(yōu)化、子實(shí)體形成調(diào)控及高效育種體系建立提供了新的理論依據(jù)。

論文第一作者為楊瑩，該研究獲得國家自然科學(xué)基金資助。

論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.micres.2025.128374