近年來，由蟲草生齒梗孢Calcarisporium cordycipiticola引起的蛹蟲草“白毛病”在各大產區時有發生，缺乏有效的防控方法，給生產帶來較大的風險，并帶來食用安全風險。蟲草生齒梗孢是典型的菌寄生真菌，致病機理缺乏深入研究。
水平基因轉移（Horizontal gene transfer，HGT）指不同物種個體之間或任何跨越生殖隔離障礙的基因交流，其有助于真菌生態位的適應，也是病原真菌毒力進化的重要推動力。中國科學院微生物研究所董彩虹團隊長期堅持蛹蟲草“白毛病”病害的研究，研究中發現蟲草生齒梗孢在侵染蛹蟲草的初期,上調表達差異倍數較大的少數基因，存在基因樹與物種樹不一致的現象，推測其可能來源于水平基因轉移。通過對蟲草生齒梗孢全基因組10,448個蛋白分析，發現10個可能的水平基因轉移事件，結合轉錄組數據，確認了與致病相關的水平轉移起源基因Cccyt。系統發育分析和拓撲結構檢驗證實蟲草生齒梗孢Cccyt為水平轉移起源基因，推測由放線菌轉移至蟲草生齒梗孢中；GC含量、密碼子偏好性和近緣物種基因共線性分析進一步證實其為水平轉移起源基因。CcCYT 蛋白分子量12 kDa，含有信號肽，為親水性分泌蛋白，無跨膜區，2個半胱氨酸殘基可以形成穩定的二硫鍵，為典型的效應因子（Effector）。
Fig. 6. Protein CcCYT can bind the cell septa and peripheral, and the cytoplasm of the deformed hyphal cells of Cordyceps militaris.
進一步對水平轉移基因Cccyt在病原真菌致病中的作用及機制進行研究。紅色熒光標記證實Cccyt定位在蟲草生齒梗孢的細胞壁上，Cccyt基因缺失不影響其正常生長，但是病情指數分別比野生型菌株降低59.41%和38.1%，異源表達CcCYT蛋白對蛹蟲草菌絲生長和孢子萌發有顯著的抑制作用，證實水平轉移起源基因Cccyt在蟲草生齒梗孢致病中發揮作用。
通過構建CcCYT：RFP融合菌株，發現侵染過程中CcCYT結合蛹蟲草細胞隔膜和細胞壁； Pull-down技術結合質譜分析釣取CcCYT與蛹蟲草互作的蛋白，GST-Pull-down技術進一步驗證了CcCYT與蛹蟲草熱休克蛋白CmHSP90互作，CmHSP90響應蟲草生齒梗孢的侵染，CcCYT可能抑制由CmHSP90介導的蛹蟲草免疫應答。
Fig. 8. Confirmation of the interaction between CcCYT and CmHSP90 by GST pull-down assay.
該研究近日以題為“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雜志（中科院一區）發表，博士后徐巖巖為第一作者。中國科學院微生物研究所劉鋼研究員和潘園園副研究員在蛋白異源表達、劉景芳老師在pull-down互作蛋白質譜鑒定方面提供了幫助。本研究為該團隊蛹蟲草病害系列研究的一部分，為解析蟲草生齒梗孢致病機理和蛹蟲草病害防控提供依據，為菌寄生真菌的致病機理研究提供參考，同時為多細胞真核生物水平基因轉移提供功能性證據。
