中科院微生物研究所更新刺盘孢属分类系统并揭示我国的物种多样性

时间:2022/01/21

字体:[ ]
64.2K


  刺盘孢属(Colletotrichum)被公认为世界最重要的十大植物病原真菌类群之一,多个物种甚至整属被多国列为重点进境检疫对象,该属真菌可引起农林作物的炭疽病及水果采后腐烂(图1),造成严重经济损失,部分物种还可作为机会致病菌导致人的角膜炎和皮下感染。刺盘孢属物种的准确鉴定和识别对于提高检疫工作效率和病害防治效果、保障农林业生产、维护生态安全至关重要。然而由于该属真菌的形态特征简单,绝大多数物种不具有寄主专一性,仅靠形态解剖特征、超微结构和宿主关联很难科学界定物种边界以及种间关系,原有的基于形态种或生态种物种概念下建立的分类体系彼此矛盾并形成了巨大争议,给下游的植物病理学研究、病害防治管理等工作造成很大的困扰。

图1 典型的农作物炭疽病病症


  中国科学院微生物研究所蔡磊团队对刺盘孢属真菌进行长期系统性研究,此前通过运用整合物种概念指导下的分类法,在分支谱系之间运用生殖隔离检验,系统澄清了暹罗刺盘孢等物种的边界并处理了一系列同物异名,明确了山龙眼科、茶树、咖啡树、豆角、土豆、辣椒等重要农林作物炭疽病病原菌物种。近期团队通过关联多基因、基因组系统演化关系和形态结构、生态位等表型特征,在修订完善已知物种的关键信息和获取大量新菌株资源数据的基础上,进一步更新了刺盘孢属的分类系统,接受280个分类地位明确的物种,通过构建该属基于全基因组的系统发育骨架树(图2),解决了禾生刺盘孢属复合种(C. graminicola species complex)及其近缘种在分类界限上长期存在的争议,并建立了该属的快速检测筛查方法(国标GB/T 40192-2021, GB/T 40457-2021; 专利ZL201910279814.6)(图3)。刺盘孢属物种基因组大小为35-110 Mbp,具有8424-14841个蛋白编码基因,初步分析显示基因组数据可较好解释复合种物种形成、宿主适应等科学问题。

为进一步明确中国刺盘孢属物种多样性及其宿主分布情况,团队成员将分离自植物(322种248属)、土壤、空气等不同基质的952个中国菌株及56个国外菌株鉴定为107个物种,描述了30个新种,报道18个中国新纪录种,结合文献记录,梳理出中国已报道刺盘孢属物种共139种(图4-5),明确了其植物宿主范围。这一研究大大丰富了对我国刺盘孢属物种多样性和分布的认识,为植物病害防控提供了重要的基础数据。该结果近期在真菌学著名期刊Studies in Mycology(IF5y = 16.823)发表。刘芳副研究员、博士生马紫英为论文的并列第一作者,研究工作得到了国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、科技基础资源调查专项等项目的经费支持。

论文链接:

/content/wfbi/sim/pre-prints/content-a1_sim_vol101_art1?refresh=fasttrack#Supp

图2 基于全基因组数据的刺盘孢属系统发育树及各复合种的典型形态特征

图3 刺盘孢属及检疫性物种咖啡浆果刺盘孢(炭疽病菌)的快速检疫鉴定方法

图4 代表性新物种C. arecacearum和C. crousii造成的病害症状及显微特征

图5 中国刺盘孢属物种多样性统计

【打印本页】
【关闭页面】

Produced By 大汉网络 大汉版通发布系统