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中科院微生物研究所更新刺盤孢屬分類系統(tǒng)并揭示我國(guó)的物種多樣性
刺盤孢屬（Colletotrichum）被公認(rèn)為世界最重要的十大植物病原真菌類群之一，多個(gè)物種甚至整屬被多國(guó)列為重點(diǎn)進(jìn)境檢疫對(duì)象，該屬真菌可引起農(nóng)林作物的炭疽病及水果采后腐爛（圖1），造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失，部分物種還可作為機(jī)會(huì)致病菌導(dǎo)致人的角膜炎和皮下感染。刺盤孢屬物種的準(zhǔn)確鑒定和識(shí)別對(duì)于提高檢疫工作效率和病害防治效果、保障農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)、維護(hù)生態(tài)安全至關(guān)重要。然而由于該屬真菌的形態(tài)特征簡(jiǎn)單，絕大多數(shù)物種不具有寄主專一性，僅靠形態(tài)解剖特征、超微結(jié)構(gòu)和宿主關(guān)聯(lián)很難科學(xué)界定物種邊界以及種間關(guān)系，原有的基于形態(tài)種或生態(tài)種物種概念下建立的分類體系彼此矛盾并形成了巨大爭(zhēng)議，給下游的植物病理學(xué)研究、病害防治管理等工作造成很大的困擾。
圖1 典型的農(nóng)作物炭疽病病癥
微生物所蔡磊團(tuán)隊(duì)對(duì)刺盤孢屬真菌進(jìn)行長(zhǎng)期系統(tǒng)性研究，此前通過運(yùn)用整合物種概念指導(dǎo)下的分類法，在分支譜系之間運(yùn)用生殖隔離檢驗(yàn)，系統(tǒng)澄清了暹羅刺盤孢等物種的邊界并處理了一系列同物異名，明確了山龍眼科、茶樹、咖啡樹、豆角、土豆、辣椒等重要農(nóng)林作物炭疽病病原菌物種。近期團(tuán)隊(duì)通過關(guān)聯(lián)多基因、基因組系統(tǒng)演化關(guān)系和形態(tài)結(jié)構(gòu)、生態(tài)位等表型特征，在修訂完善已知物種的關(guān)鍵信息和獲取大量新菌株資源數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步更新了刺盤孢屬的分類系統(tǒng)，接受280個(gè)分類地位明確的物種，通過構(gòu)建該屬基于全基因組的系統(tǒng)發(fā)育骨架樹（圖2），解決了禾生刺盤孢屬?gòu)?fù)合種（C. graminicola species complex）及其近緣種在分類界限上長(zhǎng)期存在的爭(zhēng)議，并建立了該屬的快速檢測(cè)篩查方法（國(guó)標(biāo)GB/T 40192-2021, GB/T 40457-2021; 專利ZL201910279814.6）（圖3）。刺盤孢屬物種基因組大小為35-110 Mbp，具有8424-14841個(gè)蛋白編碼基因，初步分析顯示基因組數(shù)據(jù)可較好解釋復(fù)合種物種形成、宿主適應(yīng)等科學(xué)問題。
為進(jìn)一步明確中國(guó)刺盤孢屬物種多樣性及其宿主分布情況，團(tuán)隊(duì)成員將分離自植物（322種248屬）、土壤、空氣等不同基質(zhì)的952個(gè)中國(guó)菌株及56個(gè)國(guó)外菌株鑒定為107個(gè)物種，描述了30個(gè)新種，報(bào)道18個(gè)中國(guó)新紀(jì)錄種，結(jié)合文獻(xiàn)記錄，梳理出中國(guó)已報(bào)道刺盤孢屬物種共139種（圖4-5），明確了其植物宿主范圍。這一研究大大豐富了對(duì)我國(guó)刺盤孢屬物種多樣性和分布的認(rèn)識(shí)，為植物病害防控提供了重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該結(jié)果近期在真菌學(xué)著名期刊Studies in Mycology（IF5y = 16.823）發(fā)表。劉芳副研究員、博士生馬紫英為論文的并列第一作者，研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)等項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)支持。論文鏈接（點(diǎn)擊閱讀原文，查看論文）：
https://www.ingentaconnect.com/content/wfbi/sim/pre-prints/content-a1_sim_vol101_art1?refresh=fasttrack#Supp
圖2 基于全基因組數(shù)據(jù)的刺盤孢屬系統(tǒng)發(fā)育樹及各復(fù)合種的典型形態(tài)特征
圖3 刺盤孢屬及檢疫性物種咖啡漿果刺盤孢（炭疽病菌）的快速檢疫鑒定方法
圖4 代表性新物種C. arecacearum和C. crousii造成的病害癥狀及顯微特征
圖5 中國(guó)刺盤孢屬物種多樣性統(tǒng)計(jì)
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