金针菇是重要的食药用真菌之一，白色金针菇是市场的主流销售品种，但其种质同质化严重，且受到国外菌株公司的制约。关于金针菇子实体颜色的遗传基础和色素的具体成分目前依旧还不清晰。近日，中国科学院微生物研究所赵瑞琳团队与福建农林大学谢宝贵团队合作在Journal of Advanced Research发表题为“Dual genetic loci and flavonoid metabolism orchestrate fruiting body coloration in Flammulina filiformis: a multi-omic roadmap for fungal pigmentation”的文章。
该研究通过黄色和纯白金针菇子实体的代谢组学分析解析了金针菇黄色素的核心成分为黄酮类物质。通过构建人工分离群体揭示了子实体颜色的双重调控机制：即由控制黄色素是否产生的质量性状和决定颜色强度的数量性状共同决定。群体分离分析（BSA）和全基因组关联分析（GWAS）结合转录组解析了金针菇调控颜色形成的主效基因座为位于重组抑制区域内的Ffcrs位点和关键调控基因：Ffakr（一种转录激活因子）和Ffpal（编码苯丙氨酸解氨酶）。相关的遗传转化实验及蛋白质结构模拟验证了这两个关键基因的功能。
本研究阐明了由质量和数量性状共同塑造的复杂遗传结构，为理解大型真菌的色素形成提供了一种新的范式。所鉴定的调控基因为精确调控食用菌中具有重要经济价值的色素性状奠定了分子基础。
中国科学院微生物研究所博士研究生吕志文为论文的第一作者，福建农林大谢宝贵教授和陶永新副教授、中国科学院微生物研究所赵瑞琳研究员为论文的共同通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划、福建省重大科技专项及北京市食用菌创新团队等项目的资助。
