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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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  • 《昆明植物所在旧世界热带木本竹类起源和形态性状演化研究中取得新进展》
    • 来源专题：生物育种
    • 编译者：季雪婧
    • 发布时间：2024-09-04
    •     竹类植物是竹亚科（Bambusoideae）植物的统称，与早熟禾亚科（Poideae）（如小麦）以及稻亚科（Oryzoideae）（如水稻）共同构成BOP分支。竹亚科是禾本科物种多样性最丰富的亚科之一，共分为三个族，分别为代表草本竹类的莪利竹族（Olyreae），代表温带木本竹类的青篱竹族（Arundinarieae）和代表热带木本竹类的箣竹族（Bambuseae），其中箣竹族分为旧世界热带木本竹类（Paleotropical woody bamboos，PWB）和新世界热带木本竹类（Neotropical woody bamboos，NWB）两个分支。PWB分支约有53属560种，分布于亚洲、非洲、大洋洲的热带和亚热带地区。该分支的种类生长快速，生物量大，是重要的森林资源、优良的园林绿化和观赏植物，并具有很高的生态价值。同时，PWB也是一个形态上和适应性高度异质化的类群，能够适应多种生境并有独特且复杂的形态分化，涵盖了木本竹特有的多种形态性状，是最能体现木本竹丰富形态多样化的一个单系类群。其中包含世界上已知最大的竹种巨龙竹Dendrocalamus sinicus?L.C. Chia & J.L. Sun，其秆直径可达30cm，高可达38m；竹秆含水量最高的竹子（肉质多浆的竹子）Laobambos?calcareus?Haev.,Lamxay & D.Z. Li，以应对其自然生境的极端季节性干旱；“籐本”竹类DinochloaBuse和Sokinochloa?S. Dransf.生长在热带雨林，能够缠绕并攀爬上林中的大树；单枝竹属BoniaBalansa和TemochloaS. Dransf.能够适应石灰岩生境；梨竹属Melocanna Trin.的竹种果实肉质化明显，能够结出大如梨状的颖果等等。因此，开展对PWB分支形态性状演化的研究，有助于我们朝着最终解析竹类植物独有的生物学问题迈出重要一步，还将推动整个禾本科演化历史和适应性的研究。     由于PWB分支形态特征高度复杂，且大多种开花周期长（可达到120年），导致其花果标本常常难以获取，因此，该分支的分类大部分依据形态学特征，如：地下茎、分枝及秆箨等，但部分营养器官特征容易受到环境的影响产生较大的变异，且早期的竹子标本大多不完整。随着野外调查和采集的深入，该类群近几年仍不断有新的属、种被发现。目前，随着分子生物学的发展，越来越多的人结合经典分类学和分子生物学手段来对竹亚科进行系统学研究。由于PWB分布较广，且有很多局域分布的特有属，先前分子系统学的研究取样有限，导致其内部亚族的划分以及属间的关系仍旧混乱，在亚族和属的水平，尚有很多问题亟待澄清。此外，以前对PWB分支开展的分子系统学研究也存在一些不足，难以建立其系统发育框架并探讨该分支的起源与形态演化。     中国科学院昆明植物研究所李德铢团队在扩大取样的基础上，基于优化的简化基因组测序（MiddRAD-seq）技术，利用大量SNPs数据重建了PWB分支基于32属180个代表种（含外类群5个属的5个代表种）共208个个体取样的系统发育框架和时空演化历史，并探索了习性、花序类型和颖果类型与气候、土壤和地形等41个环境因子的关系。研究发现，PWB冠群在渐新世-中新世之交开始分化，先后形成了Melocanninae、Racemobambosinae s.l.(包括Dinochloinae，Greslanlinae，Racemobambosinae s.str.和Temburongiinae)、Hickeliinae以及Bambusinae?s.l.?(包含Bambusinae s.str.和Holttumochloinae)四个主要分支（亚族）（图1、2），其祖先具有直立的习性、续次性发生花序和基础型颖果类型，且在PWB多样化的过程中，攀缘习性、一次性发生花序、坚果型/梨果型颖果等性状经历了多次演变（图2）。这三种性状的演变都与气候、地形和土壤具有一定的相关性（图3），因此，PWB分支形态性状的演化可能受到气候、地形和土壤多因素的影响。总体来看，三个形态性状的演化与气候因子的相关性最强，其次是地形因子，与土壤因子的相关性最弱。相对而言，直立生活习性以及梨果状颖果的演化受地形因子的影响较为明显，坚果状颖果演化则主要受气候因子的影响，与土壤因子和地形因子之间的相关性非常弱。该研究还分析了影响每种形态性状演化的关键环境因子以及两者之间的关系，并预测了可能有助于不同形态性状演化的生态位特征，例如：年平均太阳辐射(Srad)\最暖季降水量(Bio18)\年平均湿润频率(Wet)与一次性发生花序的演化呈正相关，而与续次性发生花序的演化呈负相关，表明花序类型的演化可能与生态位的湿度更相关，且续次性发生花序所在生态位的土壤有机碳含量(Soc)偏高等。该研究结果首次利用大量核基因数据解析了PWB分支的系统发育框架和时空演化历史，并从多环境因子的角度探讨了形态性状的适应性演化，为深入理解整个竹亚科起源、演化以及环境适应性有重要理论价值，也为今后竹亚科乃至禾本科的生态学和进化研究提供了新的视角。     研究结果以The origin and morphological character evolution of the paleotropical woody bamboos为题近日发表在植物学综合性学术期刊Journal of Integrative Plant Biology上。中国西南野生生物种质资源库刘泾霞助理研究员为论文第一作者，李德铢研究员为论文通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目（32120103003，31970355，32300206）、云南省重点研发计划项目（202103AC100003）和云南省博士后定向培养项目的资助。
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