羊肚菌是全球广受欢迎的食药用真菌，具有出色的营养和经济价值。近十年来，羊肚菌产业化栽培规模发展迅速，但羊肚菌形态学发育和子实体成熟的分子调控机制仍知之甚少，难以支撑羊肚菌栽培高质量发展。昆明植物所与西北工业大学合作，基于六妹羊肚菌代表性发育阶段的转录组和代谢组数据，对羊肚菌菌丝体生长、原基形成和子囊果成熟过程进行了系统分析，探讨羊肚菌从营养生长向生殖生长转变的潜在调控机制，研究结果如下：

　　1、代谢组数据中共计鉴定出943种注释的代谢物，主要为脂质和脂类分子和有机酸及其衍生物；转录组数据共计鉴定了5342个差异表达基因，功能富集分析表明羊肚菌生长发育过程均涉及ABC转运蛋白、氨基酸代谢、脂肪酸生物合成和代谢途径，这些功能代谢通路呈持续的活跃和波动状态。 

　　2、代谢组和转录组联合分析表征了差异表达基因和差异表达代谢物之间存在显著的相关性，并共富集在特定碳、氮代谢途径，暗示代谢物动态可能直接或间接受到相应差异表达基因的调控。 

　　3、基于羊肚菌形态发育和成熟过程的动态代谢组和转录组图谱，推断了羊肚菌转录和代谢调控的基础概念模型，该模型中环境因子可以激活转录因子的表达，进而促进羊肚菌形态发育和成熟过程的代谢和转录调控。 

　　4、表征了细胞壁合成和修饰、信号转导相关基因的表达图谱，相关基因组织特异性表达可能促进了羊肚菌原基形成和形态发育。 

　　研究结果为羊肚菌形态学发育和成熟的分子调控机制提供了新的见解，为羊肚菌可持续栽培提供科学支撑。相关研究结果以Integration of Metabolomes and Transcriptomes Provides Insights into Morphogenesis and Maturation in Morchella sextelata为题在国际学术期刊Journal of Fungi上发表。西北工业大学博士研究生张晨、中国科学院昆明植物研究所时晓菲博士为论文共同第一作者，西北工业大学王文教授、中国科学院昆明植物研究所刘伟博士为论文共同通讯作者，西北工业大学张杰雄、菌胜生物张业胜博士参与项目研究，相关研究得到国家重点研发计划（2021YFD1600404）和云南省博士后定向培养基金的支持。 

 

图1 六妹羊肚菌形态学发育和成熟过程的形态表型和代谢物组成 

 

图2 六妹羊肚菌形态发育和子实体成熟过程的转录和代谢调控概念模型