《Mycologia》：Phylogenomic insights into Taphrinomycotina and genomic features of Saitoella coloradoensis based on whole-genome sequencing at the chromosome level, with a proposal of the new class Saitoellomycetes
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本研究通过染色体水平全基因组测序，对Taphrinomycotina（子囊菌门基部支系）中的红色酵母Saitoella coloradoensis和Savitreella phatthalungensis进行系统基因组学分析。研究首次发现Saitoella属独立于所有已知纲，提出新纲Saitoellomycetes；确认Savitreella属于Taphrinomycetes纲。Saitoella coloradoensis拥有38条染色体（迄今真菌最高记录），其基因组保留更多祖先基因序列。研究揭示了染色体融合/分裂现象及非典型着丝粒结构，为真菌核型进化研究提供新模型。
研究背景与意义
Taphrinomycotina作为子囊菌门最早分化的支系，包含形态和生态多样的真菌。红色酵母属Saitoella和Savitreella的系统分类位置长期存在争议。本研究通过长读长测序技术获得染色体水平基因组组装，首次对这两个属进行系统基因组学分析。
材料与方法
研究菌株Saitoella coloradoensis NRRL Y-2330和Savitreella phatthalungensis PYCC 9005分别来自美国农业部菌种保藏中心(NRRL)和葡萄牙酵母保藏中心(PYCC)。采用纳米孔测序技术构建基因组文库，使用NECAT进行基因组组装，通过BUSCO评估完整性。系统发育分析采用OrthoFinder识别直系同源基因，基于合并(coalecent)方法构建物种树。基因组相似性通过平均氨基酸一致性(AAI)和共享直系同源群比例评估。
基因组特征与组装质量
Saitoella coloradoensis基因组大小为14.1 Mb，组装为38个端粒到端粒的染色体，GC含量52.33%，预测编码6497个基因。Savitreella phatthalungensis基因组12.7 Mb，27条染色体，GC含量53.34%，编码6023个基因。BUSCO评估显示两者完整性均超过91%，表明组装质量较高。两个物种均具有典型的TTAGGG端粒重复序列，重复序列含量较低（2.33%-2.99%）。
系统发育学分析
基于全基因组单拷贝直系同源基因的系统发育树表明，Saitoella与Neolectomycetes关系较近，但统计支持度较低。单个基因树显示存在冲突信号，部分支持Saitoella-Neolecta分支，部分支持Neolecta-Pneumocystis分支。相反，Savitreella与Taphrina-Protomyces分支形成强支持簇，确认其属于Taphrinomycetes纲。
基因组相似性比较
Saitoella与Taphrinomycotina其他纲的AAI值为50.6%-52.7%，共享直系同源群比例为81.4%-92.7%。值得注意的是，Saitoella与Neolectomycetes、Taphrinomycetes和Pneumocystomycetes均保持较高的AAI值，表明其可能保留了更多祖先基因特征。
染色体结构与进化
Saitoella coloradoensis的38条染色体长度在170-680 kb之间，创下真菌染色体数量新记录。与Saitoella complicata（35条染色体）的基因组共线性比较发现多个染色体融合/分裂证据。着丝粒分析显示，Saitoella缺乏典型回文重复结构，但每条染色体均含有rnd-1重复簇，可能代表功能性着丝粒区域。
新分类单元提议
基于系统发育和基因组证据，研究提出建立新纲Saitoellomycetes，以及相应的新目Saitoellales和新科Saitoellaceae。该分类单元的特征包括：菌落黄橙色或浅粉红色，营养细胞卵圆形至伸长，无性繁殖通过出芽产生，具有硝酸盐同化和脲酶活性，主要泛醌为泛醌10。
讨论与展望
Saitoella独特的系统发育位置和高染色体数目为研究真菌基因组进化提供了新视角。其染色体易变性与着丝粒结构特征，为核型进化机制研究提供了理想模型。保留典型TTAGGG端粒序列的特征，挑战了子囊菌酵母端粒序列高度变异的传统认知。
研究结论
本研究通过染色体水平基因组解析，明确了Saitoella在Taphrinomycotina中的独立分类地位，提出新纲Saitoellomycetes。发现Saitoella coloradoensis具有真菌中最多的染色体数目（38条），并揭示近缘种间存在核型变异。这些发现深化了对真菌基因组多样性和进化机制的理解。
