近年来，由虫草生齿梗孢Calcarisporium cordycipiticola引起的蛹虫草“白毛病”在各大产区时有发生，缺乏有效的防控方法，给生产带来较大的风险，并带来食用安全风险。虫草生齿梗孢是典型的菌寄生真菌，致病机理缺乏深入研究。
水平基因转移（Horizontal gene transfer，HGT）指不同物种个体之间或任何跨越生殖隔离障碍的基因交流，其有助于真菌生态位的适应，也是病原真菌毒力进化的重要推动力。中国科学院微生物研究所董彩虹团队长期坚持蛹虫草“白毛病”病害的研究，研究中发现虫草生齿梗孢在侵染蛹虫草的初期,上调表达差异倍数较大的少数基因，存在基因树与物种树不一致的现象，推测其可能来源于水平基因转移。通过对虫草生齿梗孢全基因组10,448个蛋白分析，发现10个可能的水平基因转移事件，结合转录组数据，确认了与致病相关的水平转移起源基因Cccyt。系统发育分析和拓扑结构检验证实虫草生齿梗孢Cccyt为水平转移起源基因，推测由放线菌转移至虫草生齿梗孢中；GC含量、密码子偏好性和近缘物种基因共线性分析进一步证实其为水平转移起源基因。CcCYT 蛋白分子量12 kDa，含有信号肽，为亲水性分泌蛋白，无跨膜区，2个半胱氨酸残基可以形成稳定的二硫键，为典型的效应因子（Effector）。
Fig. 6. Protein CcCYT can bind the cell septa and peripheral, and the cytoplasm of the deformed hyphal cells of Cordyceps militaris.
进一步对水平转移基因Cccyt在病原真菌致病中的作用及机制进行研究。红色荧光标记证实Cccyt定位在虫草生齿梗孢的细胞壁上，Cccyt基因缺失不影响其正常生长，但是病情指数分别比野生型菌株降低59.41%和38.1%，异源表达CcCYT蛋白对蛹虫草菌丝生长和孢子萌发有显著的抑制作用，证实水平转移起源基因Cccyt在虫草生齿梗孢致病中发挥作用。
通过构建CcCYT：RFP融合菌株，发现侵染过程中CcCYT结合蛹虫草细胞隔膜和细胞壁； Pull-down技术结合质谱分析钓取CcCYT与蛹虫草互作的蛋白，GST-Pull-down技术进一步验证了CcCYT与蛹虫草热休克蛋白CmHSP90互作，CmHSP90响应虫草生齿梗孢的侵染，CcCYT可能抑制由CmHSP90介导的蛹虫草免疫应答。
Fig. 8. Confirmation of the interaction between CcCYT and CmHSP90 by GST pull-down assay.
该研究近日以题为“Horizontal gene transfer of Cccyt contributes to virulence of mycoparasite Calcarisporium cordycipiticola by interacting with a host heat shock protein”在International Journal of Biological Macromolecules杂志（中科院一区）发表，博士后徐岩岩为第一作者。中国科学院微生物研究所刘钢研究员和潘园园副研究员在蛋白异源表达、刘景芳老师在pull-down互作蛋白质谱鉴定方面提供了帮助。本研究为该团队蛹虫草病害系列研究的一部分，为解析虫草生齿梗孢致病机理和蛹虫草病害防控提供依据，为菌寄生真菌的致病机理研究提供参考，同时为多细胞真核生物水平基因转移提供功能性证据。
