随着基因组时代的深化,多基因组数据为研究含鹅膏环肽的剧毒蘑菇提供了新的思路。已公布的剧毒蘑菇基因组主要集中在鹅膏属和盔孢伞属,而环柄菇属的基因组数据尚处于空白阶段。本研究以采自中毒现场的剧毒环柄菇Lepiota venenata为材料,通过三代基因组测序得到高质量草图,这是首个正式公布的环柄菇基因组。利用综合手段对L. venenata基因组进行分析,研究发现与剧毒鹅膏的毒素前体基因家族显著不同的是,该种仅含有一个毒素合成前体基因MSDIN,编码α-amanitin。同时,液质联用(LC-MS)分析验证了L. venenata仅含有一种毒素α-amanitin,毒素的表型与基因型一致。这一结果证明鹅膏环肽在该环柄菇中的生物合成为核糖体途径合成。研究还发现,L. venenata基因组中含有关键毒素基因POPB,未发现看家基因POPA,但存在一个新同源基因POPC。目前,人们对于产生鹅膏环肽的剧毒蘑菇分布在远缘的鹅膏属、盔孢伞属和环柄菇属中的机制尚不清楚,为了揭示鹅膏环肽在这三个属中的生物合成机制,本研究对关键毒素基因POPB进行了综合演化分析,对比了物种树和基因树,结果表明POPB基因在基因树上形成单系分支,不符合物种系统发育关系。通过建立假设树和多重统计学分析,进一步证实了POPB分支的可靠性,并证明其进化速率显著慢于看家基因。以上结果表明,毒素合成关键基因POPB在演化中发生了水平基因转移,为这三个属的剧毒种产生相同的鹅膏环肽提供了必要条件。