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《昆明植物所在栽培食（药）用菌病原真菌物种多样性研究取得新进展》

  • 来源专题：生物育种
  • 编译者： 季雪婧
  • 发布时间：2024-04-26

  •  食用菌是现代农业的重要组成部分和解决未来人类粮食来源的重要途径。随着种植规模和产值不断扩大，食用菌病害已成为影响产业发展的主要因子。病原真菌（fungal pathogens）是食用菌的主要病原微生物，深受国内外同行广泛关注，但相关报道较为“零散”，部分名称“张冠李戴”，尤其是一些食用菌产业的新宠（如羊肚菌等）的病原真菌更是存在“家底”不清和鉴定错误。

      中国科学院昆明植物研究所杨祝良攻关团队，以人工栽培羊肚菌为例，对栽培食（药）用菌病原真菌物种多样性进行了综合研究。基于文献报道、分子系统发育、宏观形态、显微结构和演化时间证据，（1）整理出国内外40余年来报道的病原真菌6门12纲20目40科58属133种，其中70种为粪壳菌纲Sordariomycetes肉座菌目Hypocreales的物种；（2）识别了肉座菌目1新科（喜羊肚菌霉科Albomorchellophilaceae）、1新属（喜羊肚菌霉属Albomorchellophila）及1新种（喜羊肚霉菌A.morchellae），并首次报道了羊肚菌上4个新型致病真菌，即：阿里坎特圆柱霉Cylindrodendrum alicantinum，金黄菌寄生Hypomyces aurantius，粉红寄生菌Hypomyces rosellus和粉红单端孢菌Trichothecium roseum；（3）更新了假单隔孢科Pseudodiploosporeaceae的组成，废除类拟青霉属Zelopaecilomyces，该科为单型属，即假单隔孢属Pseudodiploospora

        该研究摸清了双孢蘑菇Agaricus bisporus、平菇Pleurotus spp.、金针菇Flammulina spp.和木耳Auricularia spp.等大宗食用菌病原真菌“家底”，抓住了羊肚菌真菌性病害的“真凶”，澄清了羊肚菌“白霉病”分类学上的混淆问题，为食用菌病害防治提供本底资料和科学指导，促进食用菌产业健康发展。

      研究成果3月5日以Species diversity of fungal pathogens on cultivated mushrooms: a case study on morels (Morchella, Pezizales)为题发表在Fungal Diversity上。于凤明博士为该论文第一作者，昆明植物研究所赵琪正高级工程师和泰国皇太后大学（Mae Fah Luang University）Kevin D. Hyde教授为共同通讯作者。研究工作得到了二次青藏高原综合科学考察研究（任务五、生物多样性保护与可持续利用）（2019QZKK0503）和云南省科技重大专项和重点研发计划项目（202202AE090001）等项目支持。

  • 原文来源：https://www.ebiotrade.com/newsf/2024-3/20240323064251318.htm
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相关报告

  • 《昆明植物所在茶树的分子物种界定研究中取得新进展》
    • 来源专题：生物育种
    • 编译者：季雪婧
    • 发布时间：2024-04-26
    •     作物野生近缘种是指与作物遗传关系较近的植物类群，是宝贵的植物遗传资源，对于改良作物品种、提高作物的产量和质量具有十分重要的意义。茶是我国重要的木本经济作物之一，广义上的茶树指山茶属茶组（Camellia?sect.?Thea）的全部物种，是极其宝贵的遗传种质资源，对于拓宽茶树栽培品种的遗传基础、改良品种、创制新品种具有重要作用。茶组植物在建立之初仅有2种，后续主要的分类系统如Sealy、张宏达和闵天禄系统认为茶组分别包含5种1变种、32种4变种和12种6变种。自《中国植物志》英文版出版之后，仍不断有茶组新分类群被相继发表，反映了茶树的物种多样性仍未被充分认识。虽然学者们对茶组的分类研究已逾百年，积累了丰富的形态识别经验，但对茶组到底包含了多少物种仍未达成共识，其物种鉴定、种间界限仍然存在一定程度的混乱，限制了野生茶树资源的开发利用和茶相关产业的长足发展。因此，有必要结合除形态以外的其它学科证据对其进行物种界定的研究。     中国科学院昆明植物研究所“东亚特征植物分类与系统演化”专题组与云南大学和美国密西西比州立大学等多位学者合作，利用叶绿体基因组数据对39个山茶属茶组形态物种（图1）共计165个个体进行物种界定分析，重新评估了山茶属茶组中基于形态特征划分物种的合理性，并进一步探索了该组植物的物种多样性。基于上述数据，利用三种启发式物种界定方法（ASAP、PTP、mPTP），识别与形态物种定义相似的分子可操作分类单元（MOTU，molecular operational taxonomic unit）。研究结果与基于形态特征的物种划分并不完全吻合，但是在单系分类群中，MOTU?划分和形态物种的匹配率得到了提高。另外，基于不同方法得到的分子物种界定结果存在较大差异。通过引入形态特征、地理分布、单系三个标准进行综合评估，最终将39个茶组形态物种划分为28个一致OTU（Consensus OTU），即11个（28%）基于形态特征界定的物种得不到分子证据的支持。另外，有10个一致OTU包含了难以解析的形态物种复合群，需要结合更多证据进行深入研究（图2）。研究还揭示了28个一致OTU之间的分子鉴别特征（Molecular diagnostic characters），有望在未来应用于茶树的分子鉴定。该研究为深入识别茶树植物的种间界限迈出了坚实的一步，为这一具有重要经济意义的植物类群的合理利用和保护提供了理论框架。     研究成果以Species delimitation of tea plants (Camellia?sect.?Thea) based on super-barcodes为题发表在植物学领域专业期刊BMC Plant Biology上。中国科学院昆明植物研究所已毕业硕士研究生蒋银子和杨俊波正高级工程师为论文共同第一作者，余香琴副研究员、向春雷研究员和杨世雄副研究员为论文通讯作者。     研究得到了国家自然科学基金、中国科学院“青年创新促进会”会员及云南省“兴滇英才支持计划”青年人才专项等项目的资助。昆明植物研究所彭华研究员、刘杰副研究员、贺正山博士、云南大学赵建立副研究员和美国密西西比州立大学Ryan A. Folk博士等参与了该研究。
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  • 《昆明植物所在杜鹃花类菌根真菌集合群落促进杜鹃花属物种共存研究取得新进展》
    • 来源专题：生物育种
    • 编译者：季雪婧
    • 发布时间：2025-09-08
    • 横断山作为全球重要的生物多样性热点地区之一，是众多高山和亚高山植物的分化中心，区域内大量近缘物种常分布于同一局域群落中，孕育出独特且复杂的生态系统，但这些物种长期稳定共存背后的生态与进化机制仍不清楚。限制相似性假说（limiting similarity）认为近缘物种能够通过在关键生态位上的分化达到稳定共存。然而，以往的研究更多地聚焦于更易观测的地上植物本身，对地下微生物如何影响物种共存机制的研究不足。在自然生态系统中，植物通常能够与共生真菌形成互利共生的菌根结构，影响植物体与养分吸收等重要生态过程，但共生真菌在促进近缘物种共存中的作用仍不清楚。杜鹃花类菌根（Ericoid mycorrhiza，ErM）特指杜鹃花属（Rhododendron）、欧石楠属（Calluna）和越橘属（Vaccinium）等杜鹃花科（Ericaceae）植物与真菌形成的专性共生结构，相比于丛枝菌根（arbuscular mycorrhiza,AM）和外生菌根（ectomycorrhiza,EcM）结构，其具有更高的宿主特异性。杜鹃花属是横断山植物区系中的第一大属，物种多样性丰富，又是ErM类菌根植物的典型代表，其在局域尺度内常形成多个近缘种共存的群落格局，是探究山地生态系统中菌根真菌如何影响近缘物种共存的理想对象。然而，我们对ErM菌根真菌如何介导杜鹃花属植物物种共存与维持等问题的认识十分有限，亟待回答。 中国科学院昆明植物研究所高连明研究组和李德铢研究组，依托高黎贡山南段建立的海拔梯度森林群落样带（GMT），长期开展群落构建和生物多样性-生态系统功能关系研究。在前期研究工作的基础上（如Luo?et al.?2023,?Journal of Biogeography；Ma?et al.?2024,?Science of the Total Environment；Luo?et al.?2024,?New Phytologist），研究团队最近以GMT样带中不同海拔梯度分布的20种杜鹃花属植物为研究对象，整合系统发育信息、功能性状、菌根真菌群落数据以及环境数据，运用群落与集合群落分析方法，深入探讨了植物地上部分生态位分化与地下部分真菌群落分化如何影响近缘物种的共存（图1）。研究结果表明，海拔和宿主对ErM真菌的α多样性均有显著影响（图2），宿主植物特性是ErM真菌群落组成差异的主导因素。群落生态学分析表明，杜鹃花属植物在不同海拔梯度群落中往往表现出系统发育和功能性状上趋同，表明亲缘关系相近的物种偏好相似的生态位。然而，即便在同一群落中，不同杜鹃花属物种根系内的ErM真菌群落仍表现出明显的差异，这种差异在高海拔地区尤为显著。更值得关注的是，随着海拔升高，杜鹃花属物种与菌根真菌之间的互作网络表现出更高的专一性（图3），也即杜鹃花属植物与ErM真菌的互作关系更加特化。这表明，在复杂的山地环境中，植物—菌根真菌的稳定共生关系可能是维持近缘物种共存的重要生态机制，在将来生物多样性保护中需要同时对宿主植物和及其共生的菌根真菌予以关注。该研究首次揭示了生物多样性热点地区的杜鹃花属群落中根系真菌群落组成与互作网络特化程度的驱动因素，明晰了菌根真菌在近缘物种共存与多样性维持中的重要作用。这一研究发现不仅拓展了人们对植物多样性维持机制的理解，也为生物多样性热点地区的生态系统保护提供了重要的科学支撑。 目前，相关成果以Ericoid mycorrhizal fungal metacommunity facilitates closely related?Rhododendron?species coexistence为题，发表于植物学国际主流期刊?New Phytologist。昆明植物所罗亚皇副研究员和马梁梁博士为论文第一作者，高连明研究员、李德铢教授（现山东农业大学）和刘杰研究员为共同通讯作者。加拿大多伦多大学?Marc W. Cadotte?教授、德国德累斯顿工业大学?Sebastian Seibold?教授和邹佳运博士、景德镇学院叶林江博士、昆明植物所已毕业的博士生谭少林、郑伟、宋洁，以及在读博士研究生莫智琼和硕士研究生郁彬、李彩云和钱永辉等参与了此项研究。该研究得到国家自然科学基金（32471621，32071541）、中国科学院战略性先导专项（B类）（XDB31000000）、中国科学院青年创新促进会（2021392）、云南省“兴滇英才”青年人才计划（XDYC-QNRC-2022-0026）、科技部基础资源调查专项（2021FY100200）、中国科学院“从0到1”原始创新项目（ZDBS-LY-7001）和“西部之光”人才计划的资助。在项目实施过程中，研究团队得到了高黎贡山国家级自然保护区保山管护局及其隆阳分局和腾冲分局的长期支持。
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