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中科院微生物所蔡磊研究員團隊系統(tǒng)調(diào)查我國禾谷類作物鐮刀菌病害
近期，中國科學(xué)院微生物研究所蔡磊研究員團隊系統(tǒng)調(diào)查了我國禾谷類作物玉米、水稻、小麥相關(guān)的鐮刀菌病害，初步揭示了其物種多樣性及分布，發(fā)現(xiàn)了廣泛存在的復(fù)合侵染現(xiàn)象，更新了鐮刀菌基因組生命樹，支持了鐮刀菌屬狹義屬概念，明確了屬內(nèi)大部分物種的種間關(guān)系。研究結(jié)果發(fā)表在Studies in Mycology上。
在全國上百位科技志愿者的協(xié)助下，團隊獲取我國27個省市自治區(qū)搜集300多份高代表性的禾谷類作物病害樣品，得到2020株鐮刀菌分離株（圖1、圖2）。結(jié)合多基因與基因組系統(tǒng)發(fā)育、形態(tài)、寄主、病害特征，鑒定出43個物種，包括8個新種（圖3），揭示了其地理及寄主分布（圖4），發(fā)現(xiàn)多達56%的樣品中存在多種鐮刀菌復(fù)合侵染現(xiàn)象（圖5A），提出“鐮刀菌病原組（Fusarium Pathobiome）”概念。研究更新了鐮刀菌在全球禾谷類作物上的新記錄39條，在中國禾谷類作物上的52條，并通過致病性實驗驗證了18個可導(dǎo)致玉米莖基腐病的鐮刀菌物種（圖5B）。本研究新增來自40個種的基因組數(shù)據(jù)，構(gòu)建了包括228個菌株、1001個單拷貝同源基因的鐮刀菌及近緣屬的基因組骨架樹（絕大部分結(jié)點獲得100% BP支持率），進一步支持了狹義的鐮刀菌屬概念（圖3）。本研究為禾谷類作物鐮刀菌病害的防控提供了重要的實驗材料和基礎(chǔ)科學(xué)數(shù)據(jù)。
博士生韓士玲為論文第一作者，蔡磊研究員為通訊作者。研究獲得科技部科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項和中科院戰(zhàn)略生物資源計劃專項的資助。
論文鏈接：doi: 10.3114/sim.2022.104.02
圖1 禾谷類作物鐮刀菌病害的典型病征
圖2 在全國各地志愿者的幫助下收集禾谷類作物病害，采樣區(qū)域遍及全國27個省市自治區(qū)
圖3 基于1001個單拷貝同源基因的鐮刀菌及相關(guān)屬的系統(tǒng)發(fā)育骨架樹及部分新物種的顯微特征
圖4 鐮刀菌代表性菌株的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系及其在不同寄主及氣候區(qū)的多樣性分布
圖5 A.普遍存在的鐮刀菌復(fù)合侵染現(xiàn)象，B.對部分菌株的致病性驗證
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