گیاهان جنس Papaver که اغلب با نام خشخاش شناخته میشوند، منبع ارزشمندی از آلکالوئیدهای مورفینان مورد استفاده در صنعت داروسازی محسوب میشوند. ازآنجاییکه قارچهای اندوفیت در اثر همزیستی طولانیمدت با گیاه میزبان خود قادر به تولید متابولیتهای مشابه هستند، در این پژوهش جداسازی قارچهای اندوفیت از چهار گونه P. glaucum, P. fugax, P. argemone و P. bracteatum و همچنین بررسی بیوسنتز آلکالوئیدهای مورفینان در آنها مورد بررسی قرار گرفت. گیاهان سالم و عاری از هرگونه بیماری، از رویشگاههای طبیعی آنها در مناطق مختلفی از استان کردستان، در بهار سال 1397 جمعآوری شدند. از بین 17 جدایه قارچی جداسازی شده، شش جدایه انتخاب گردید و عصارهی آنها با استفاده از کروماتوگرافی مایع (HPLC) از لحاظ حضور آلکالوئیدهای مورفینان بررسی گردید. برترین جدایه بر اساس نتایج HPLC، با بیشترین میزان مورفین و کدئین اندازهگیری شده، برای شناسایی براساس ویژگیهای ریختشناختی و توالی DNA (ناحیهITS ، بخشی از ژن TUB2 و (TEF مورد مطالعه قرار گرفت. این جدایه بهعنوان یک گونه قارچی جدید به نامPithoascus kurdistanensis CBS 149789 شناسایی شد. تولید ترکیبات مورفینان توسط P. kurdistanensis توسط کروماتوگرافی گازی- طیفسنجی جرمی (MS-GC) تائید گردید. بهمنظور بررسی مولکولی تولید ترکیبات مورفینان در اینگونه قارچی جدید، برای اولین بار در دنیا، توالییابی کامل ژنومی از جنس Pithoascus انجام شد که اهمیت قابلتوجهی در زمینه افزایش دانش ژنومیک قارچها دارد. همچنین، در بخش بعدی این تحقیق، یک مجموعه همگذاری از سرنو ژنومی همراه با حاشیهنویسی ژنها برای P. kurdistanensis ارائه گردید. فرمت نهایی ژنوم برهمگذاری شده P. kurdistanensis از شاخه آسکومیکوتا با سایز تخمینی Mbp 34، شامل نه کانتیگ با سایز کروموزومی (Mbp 61/2 تا 64/6) و چهار کانتیگ کوچکتر (Kbp 6/21 تا 4/51) میباشد. با تائید حضور ژنهای میتوکندریایی، کانتیگ شماره 10 با سایزKbp 3/51 بهعنوان ژنوم میتوکندری P. kurdistanensis در نظر گرفته شد. طبق نتایج 8292 ناحیه کد کننده ژن برای ژنوم P. kurdistanensis پیشبینی شد. در طی بررسیهای ترانسکریپتومی با روش هدایت شده توسط ژنوم، 20524 رونوشت ژنی با میانگین طول 178691 جفت باز شناسایی شد. پس از حاشیهنویسی ژنها، حضور 18 ژن فرضی که کدکننده 27 آنزیم درگیر در مسیر بیوسنتزی آلکالوئیدهای ایزوکینولین بر اساس مسیر ثبت شده در KEGG میباشد در ژنوم این قارچ تائید گردید. این پژوهش یک گام مهم رو به جلو در درک چشمانداز ژنومی قارچهای اندوفیت جداسازی شده از گونههای Papaver، بهویژه آنهایی که قادر به تولید آلکالوئیدهای مورفینان مشابه گیاهان میزبان خود هستند، محسوب میشود. با روشن شدن اساس ژنومی فرآیند انتقال ژن بین میزبان و اندوفیت آن در آینده، این یافتهها میتواند به درک عمیقتر قارچها بهعنوان منابع ارزشمند متابولیتها کمک کند. پژوهشهای بیشتر با در دسترس قرار دادن ژنومهای قارچی توالییابی شده جامعتر، میتواند نویدبخش دانش بیشتر در مورد زیستشناسی قارچها و کاربردهای بالقوه متابولیتهای قارچی در زمینههای مختلف باشد.
