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      基于FUNGuild的山藥腐爛塊莖真菌群落研究及潛在病原真菌的分離鑒定

      2025-03-19 00:00:00展莉平任雪洋張笑一王瑞飛孔盈利王強李明軍楊清香
      廣西植物 2025年2期
      關鍵詞:山藥

      摘 要:為探討山藥腐爛塊莖的真菌群落特征及主要病原真菌,該研究采用ITS擴增子測序技術和FUNGuild分析闡明了其真菌群落組成、網(wǎng)絡特征及生態(tài)功能類群,并對潛在病原真菌進行了分離鑒定。結果表明:(1)山藥腐爛塊莖中的優(yōu)勢菌門為子囊菌門(Ascomycota),優(yōu)勢屬包括青霉屬(Penicillium)、炭疽菌屬(Colletotrichum)、鐮刀菌屬(Fusarium)、籃狀菌屬(Talaromyces)和粉紅螺旋聚孢霉屬(Clonostachys)等。真菌生態(tài)網(wǎng)絡呈現(xiàn)明顯的模塊化結構和高比例的正相關邊數(shù)(99.33%),真菌間趨向于極強的正向合作。(2)FUNGuild分析顯示,10個真菌生態(tài)功能類群與山藥塊莖腐爛高度相關。其中,糞腐生-未命名腐生-木腐菌和內生-植物病原真菌的相對豐度分別為33.74%和23.64%,其代表性屬分別為青霉和炭疽屬。此外,與植物病原和木腐菌同時相關的生態(tài)功能類群共有3個,總相對豐度為13.67%,代表性屬為鐮刀菌屬。進一步Trait分析表明,青霉、鐮刀菌等7個屬真菌可能與山藥塊莖腐爛密切相關。(3)共分離鑒定真菌22株,隸屬于6個屬,包括鐮刀菌屬(9株)、青霉屬(5株)和曲霉屬(Aspergillus,4株)等。該研究結果為闡明山藥塊莖腐爛的發(fā)病機理、定向使用農(nóng)藥及篩選生防菌提供了參考依據(jù)。

      關鍵詞:山藥,擴增子測序,真菌群落,F(xiàn)UNGuild,生態(tài)功能類群,植物病原真菌

      中圖分類號:Q949.32

      文獻標識碼:A

      文章編號:1000-3142(2025)02-0347-13

      基金項目:中原科技創(chuàng)新領軍人才(224200510011);國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系(CARS-21);河南省高等學校重點科研項目(22B180006,20A180015);河南省創(chuàng)新重點項目(202310476022)。

      第一作者:展莉平(1998—),碩士研究生,主要從事植物病原菌研究,(E-mail)18567120259@163.com。

      *通信作者:楊清香,博士,教授,主要從事中藥材微生物組學功能、山藥種質資源與新品種創(chuàng)制等研究,(E-mail)yangqx66@163.com。

      FUNGuild-based study of fungal community,and isolation and identification of potential pathogenic fungi in yam (Dioscorea polystachya) rotting tubers

      ZHAN Liping1,REN Xueyang1,ZHANG Xiaoyi1,WANG Ruifei1,2,KONG Yingli1,WANG Qiang1,2,LI Mingjun1,YANG Qingxiang1,2*

      (1. College of Life Sciences,Henan Normal University,Xinxiang 453007,Henan,China; 2. Henan International Joint Laboratory of Agricultural Microbial Ecology and Technology,Xinxiang 453007,Henan,China)

      Abstract:To investigate the characteristics of the fungal community and potential key pathogenic fungi,ITS rDNA amplicon sequencing technology and FUNGuild analysis were used to study the fungal community composition,network characteristics and ecological function groups in rotting tubers of Dioscorea sp. Additionally,potential pathogenic fungi were isolated and identified. The results were as follows:(1) In rotting tubers of Dioscorea sp.,the dominant phylum was Ascomycota,and prevalent fungal genera included Penicillium,Colletotrichum,F(xiàn)usarium,Talaromyces,Clonostachys,etc. The fungal ecological network exhibited a clear modular structure with a high ratio of positive correlation edges (99.33%),suggesting that positive cooperation was strengthen between different fungi.(2) FUNGuild analysis indicated that 10 guilds were highly correlated with yam tuber rot. Among these guilds,the relative abundances of dung saprotroph-undefined saprotroph-wood saprotroph and endophyte-plant pathogen were 33.74% and 23.64%,respectively,and the representative genera were Penicillium and Colletotrichum,respectively. Additionally,three guilds were related to both plant pathogen and wood saprotroph,and occupied 13.67% of the ecological functional groups. Moreover,F(xiàn)usarium was representative genus of all three guilds. Traits analysis showed that seven genra of fungi (Penicillium,F(xiàn)usarium,etc.) in the fungal community were probably invovled in yam tuber rot.(3) A total of 22 strains were isolated and belonged to 6 genera,including Fusarium(9 strains),Penicillium(5 strains) and Aspergillus(4 strains),etc. This study provides reference for understanding the pathogenesis of tuber rot in Dioscorea sp.,and for the selection of appropriate pesticides and biocontrol microbes.

      Key words:Dioscorea sp.,amplicon sequencing,fungal community,F(xiàn)UNGuild,ecological functional groups,plant pathogenic fungi

      山藥(Dioscorea sp.)是薯蕷科薯蕷屬草質藤本植物(Obidiegwu et al.,2020),其地下塊莖中富含豐富的多糖、氨基酸、薯蕷皂苷、尿囊素、多酚等活性成分,具有健脾生津、補肺固腎等功效,是一種藥食兩用的傳統(tǒng)大宗中藥材(Ma et al.,2018; Mondo et al.,2021; Li Y et al.,2023)。近年來,隨著人們對中醫(yī)藥和食療生活方式認可度的快速提升,山藥的市場需求量急劇增加,種植面積逐年上升。目前,全球山藥種植面積約為1 000萬公頃,全球山藥產(chǎn)量約為8 825.7萬噸(FAOSTAT,2022)。然而,在山藥種植生產(chǎn)中面臨著一系列問題,尤其是真菌病害引發(fā)的地下塊莖腐爛,嚴重影響山藥產(chǎn)量和質量(李術臣等,2005; 楊小林等,2021)。

      已有研究表明,植物病害發(fā)生、發(fā)展與其微生物群落組成、多樣性和生態(tài)功能類群變化存在密切的關聯(lián)。高通量測序技術是目前用于分析植物病害發(fā)生發(fā)展過程與微生物群落間關系最為常用的方法。例如,Li PF等(2023)研究表明,腐皮鐮刀菌(Fusarium solani)感染導致煙草根際微生物生態(tài)網(wǎng)絡規(guī)模顯著變小,真菌之間的正向關聯(lián)和協(xié)作明顯強于非感染煙草,毛盾盤菌(Scutellinia nigrohirtula)等多個菌屬的豐度增加。Liu等(2022)研究表明,樹木褐根病發(fā)生時,其根際真菌群落多樣性明顯降低,褐根病菌(Phellinus noxius)與里氏赤殼菌(Cosmospora)的豐度呈顯著正相關,傘菌綱(Agaricomycetes)、糞殼菌綱(Sordario-mycetes)和座囊菌綱(Dothideomycetes)等6種真菌豐度與褐根病菌呈負相關。Shu等(2019)研究表明,油梨根腐病發(fā)生時,其真菌群落中的病原菌如殼球孢菌屬(Macrophomina)等豐度明顯上升,益生真菌如根孢囊霉屬(Rhizophagus)和空團菌屬(Cenococcum)等豐度明顯下降。但是,以上這些研究借助高通量測序技術只能對真菌群落組成和多樣性進行分析,無法對真菌群落生態(tài)功能進行預測,更無法全面評估植物疾病與真菌群落間的關系。近年來,F(xiàn)UNGuild數(shù)據(jù)庫及相關分析的出現(xiàn),有效地解決了這一問題。依托FUNGuild分析,在高通量測序的基礎上,不僅可以進行真菌功能的比對,還可以對真菌群落營養(yǎng)型、生態(tài)功能類群及致病特性進行分析,有助于解析植物生理狀況與真菌生態(tài)功能類群間的關聯(lián)。例如,李朋發(fā)等(2019)利用高通量測序與FUNGuild聯(lián)合分析發(fā)現(xiàn),煙草鐮刀菌根腐病植株根際真菌以病理營養(yǎng)型為主,占比高達54.64%且鐮刀菌屬占有絕對優(yōu)勢。劉宇星等(2021)發(fā)現(xiàn),刺梨葉斑病患病葉片內生和葉際真菌主要生態(tài)功能類群分別為腐生型和植物病原型,占比分別達到63.16%和32.26%。郭晗玥等(2023)通過對不同連作時間的西瓜土壤微生物群落進行功能預測發(fā)現(xiàn),西瓜連作6茬土壤中病理型真菌被顯著富集,植物病原真菌生態(tài)功能類群豐度明顯提高,其可能通過損傷宿主細胞獲取營養(yǎng),導致西瓜真菌病害的發(fā)生。因此,將高通量測序與FUNGuild分析相結合是一種闡明植物疾病與真菌群落間關系的有效策略。

      目前,已被證實與山藥塊莖腐爛密切相關的病原菌主要包括鐮刀菌、青霉和曲霉(Popoola et al.,2019; Uy et al.,2022; Li PF et al.,2023)。此外,零星報道認為可可色二孢(Lasiodiplodia theobromae)、齊整小核菌(Sclerotium rolfsii)和群結腐霉(Pythium myriotylum)等也是引起山藥塊莖腐爛的病原真菌(Dania et al.,2016,2020; Zhang et al.,2018)。然而,已有研究均集中在病原真菌的分離鑒定方面,尚未有研究對山藥腐爛塊莖的真菌群落組成、生態(tài)功能類群和潛在病原真菌進行全面的評價和分析。

      本研究聯(lián)合使用Illumina MiSeq高通量測序、FUNGuild分析與組織分離培養(yǎng)技術,擬探討以下問題:(1)腐爛山藥塊莖中的真菌群落組成及生態(tài)網(wǎng)絡特征;(2)腐爛山藥塊莖中的真菌生態(tài)功能類群、代表性物種及其Trait致病特性;(3)潛在病原真菌的分離鑒定。本研究將加深對腐爛山藥塊莖中真菌群落生態(tài)功能的理解,為闡明山藥塊莖腐爛的發(fā)病規(guī)律、定向使用農(nóng)藥及篩選生防菌提供參考依據(jù)。

      1 材料與方法

      1.1 材料

      供試樣品:于2021年11月采自河南省焦作市溫縣山藥種質資源圃(112°98′22″ N、34°94′68″ E),將種植區(qū)域等分為6個區(qū)域,在每個區(qū)域中采集山藥腐爛塊莖,如圖1所示。將腐爛塊莖放入無菌自封袋,于冰盒中保存,帶回實驗室放入4 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

      1.2 土壤理化性質測定

      土壤pH(6.63)、總磷(total phosphorus,213.254 mg·kg-1)、總有機質(total organic matter,410.00 mg·kg-1)、速效磷(available phosphorus,13.88 mg·kg-1)和有效鉀(available potassium,300.28 mg·kg-1)的測定參考鮑士旦(2000)的方法,銨態(tài)氮(ammonia nitrogen,110.24 mg·kg-1)、硝態(tài)氮(nitrate nitrogen,54.72 mg·kg-1)和亞硝態(tài)氮(nitrite nitrogen,3.12 mg·kg-1)參考Zhou等(2021)對秸稈覆蓋土壤理化性質的測定方法。

      1.3 樣品的處理

      山藥塊莖用流水沖洗干凈后,在病健交界處切取0.5 cm × 0.5 cm組織塊,并進行表面消毒:75%酒精表面消毒30 s,0.1%升汞消毒4~5 min,無菌水漂洗3~4次。取最后1次漂洗的無菌水100 μL涂布于PDA培養(yǎng)基,確認表面消毒徹底后,取組織塊裝入無菌EP管。送至上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司,提取DNA并進行質量鑒定后,利用Illumina MiSeq平臺,使用引物ITS1F(CTTGGTCATTTAGAGGAAGTAA)/ITS2R(GCTGCGTTCTTCATCGATGC)進行ITS擴增子測序。

      1.4 高通量測序數(shù)據(jù)的生物信息學分析

      利用上海美吉生物醫(yī)藥科技有限公司云平臺(https://cloud.majorbio.com/)進行高通量數(shù)據(jù)的分析和處理。利用FLASH 1.2.11、QIIME 1.9.1、UCHIME 8.1對原始數(shù)據(jù)進行質控拼接、數(shù)據(jù)優(yōu)化,選擇去除錯誤序列后覆蓋度100%、相似度大于98%的序列進行ASV擴增子測序變異聚類(Tipton et al.,2021)。利用Unite真菌數(shù)據(jù)庫進行真菌物種注釋。利用psych、microeco R包計算真菌群落相關性,軟件gephi 0.10.1及ggClusterNet和WGCNA等R包進行數(shù)據(jù)可視化。利用FUNGuild數(shù)據(jù)庫(http://stbates.org/funguild_db.php)與R studio結合,預測腐爛山藥塊莖真菌生態(tài)功能結構。

      1.5 腐爛山藥真菌的分離純化

      將0.5 cm × 0.5 cm病健交界處組織塊消毒徹底后,用無菌研缽破碎,置于5 mL的無菌水中,混合均勻。以10倍梯度稀釋,取制備原液、10-1、10-2和10-34個梯度,涂布于PDA培養(yǎng)基,置于28 ℃恒溫黑暗培養(yǎng)5~7 d,挑取形態(tài)、顏色等不同的菌落,使用劃線法進行分離純化,直至獲得單一菌落。分離純化后的菌株用于菌種保藏和DNA提取。

      1.6 不同形態(tài)菌株DNA提取與鑒定

      按照DNA提取試劑盒(OMEGA BIO)的方法提取不同形態(tài)真菌DNA。采用真菌通用引物ITS1(TCCGTAGGTGAACCTGCGG) / ITS4(TCCTCCGCTTATTGATATGC)對菌株的ITS區(qū)進行擴增,使用25 μL的反應體系:2X Master Mix 12.5 μL,ddH2O 9.9 μL,上游引物0.8 μL,下游引物0.8 μL,模板1 μL。PCR擴增體系:95 ℃預變性5 min,94 ℃變性30 s,54 ℃退火30 s,72 ℃延伸60 s,重復35次,72 ℃延伸10 min。PCR產(chǎn)物使用1.0%瓊脂糖凝膠電泳檢測其質量,并送至生工生物工程(上海)股份有限公司進行測序,測序結果進行BLAST序列比對,利用軟件MEGA 11.0進行多重序列比對,利用最大似然法構建真菌ITS-rDNA系統(tǒng)發(fā)育樹。

      2 結果與分析

      2.1 腐爛山藥塊莖中真菌群落結構分析

      利用Illumina平臺對樣品進行真菌ITS1區(qū)進行擴增子測序,共獲得382 426條有效序列。對樣品序列隨機抽樣5次進行稀釋曲線分析,結果顯示,在此測序深度下,不同樣品中真菌物種的稀釋曲線已趨于平穩(wěn)(圖2),覆蓋率均在99.9%以上,說明此測序深度足以反映山藥腐爛組織樣品中的真菌群落信息。

      對真菌群落結構進行進一步分析,在門水平上(圖3:A),子囊菌門(Ascomycota)是腐爛塊莖中的絕對優(yōu)勢菌門,相對豐度為91.74%;擔子菌門(Basidiomycota)、羅茲菌門(Rozellomycota)、被孢菌門(Mortierellomycota)、壺菌門(Chytridiomycota)和球囊菌門(Glomeromycota)含量較低,其相對豐度分別為1.77%、1.36%、0.86%、0.41%和0.02%。在屬水平上(圖3:B),相對豐度較高的真菌為青霉屬(Penicillium,32.65%)、炭疽菌屬(Colletotrichum,16.16%)、鐮刀菌屬(8.13%)、織球殼屬(Plectos-phaerella,7.30%)、棘殼孢屬(Setophoma,5.14%)、帚枝霉屬(Sarocladium,4.57%)、假絲酵母屬(Fusicolla,2.94%)、叢赤殼科未分類屬(unNectriaceae,2.53%)、枝頂孢屬(Acremonium,1.76%)、籃狀菌屬(Talaromyces,1.05%)和粉紅螺旋聚孢霉(Clonostachys,1.01%)等。

      利用R包(igraph)構建隨機網(wǎng)絡和共現(xiàn)網(wǎng)絡節(jié)點度分布圖,結果表明,隨機網(wǎng)絡節(jié)點分布符合泊松分布,共現(xiàn)網(wǎng)絡節(jié)點分布服從冪律(圖4:A),即少數(shù)的節(jié)點往往擁有大量的連接,共現(xiàn)網(wǎng)絡構建合理(林潤輝和季澤,2024)。籃狀菌屬、粉紅螺旋聚孢霉和假散囊菌屬(Pseudeurotium)等真菌的Hub值均為0.29,高于其他真菌的Hub值,說明它們在網(wǎng)絡中屬于核心真菌(圖4:B)。共現(xiàn)網(wǎng)絡(圖4:C)由40個節(jié)點151條邊組成,節(jié)點平均度為7.415,平均加權度為22.20,網(wǎng)絡直徑為6,圖密度為0.185,平均聚類系數(shù)為0.883,平均路徑長度為1.849,模塊化指數(shù)為0.466,具有模塊化結構,正相關邊數(shù)占比為99.33%。綜上結果表明,網(wǎng)絡中的大多數(shù)真菌趨向于正向強化其相互間的合作,并且具有較強的對抗外界干擾的能力,山藥腐爛塊莖中真菌的生態(tài)功能類群很可能趨向于集中和強化。

      2.2 腐爛山藥塊莖真菌FUNGuild功能類群預測

      為進一步明確腐爛塊莖中真菌的生態(tài)功能類群,利用FUNGuild數(shù)據(jù)庫對山藥腐爛塊莖中的真菌營養(yǎng)類群進行分析。結果(圖5:A)表明,腐爛塊莖中共有7種營養(yǎng)類型,包括病理營養(yǎng)型(8.26%)和病理復合營養(yǎng)型 [病理-共生營養(yǎng)型(23.64%)、病理-腐生營養(yǎng)型(5.99%)、病理-腐生-共生營養(yǎng)型(15.57%)]共占比53.46%,以及腐生營養(yǎng)型(37.15%)、共生營養(yǎng)型(0.48%)、腐生-共生營養(yǎng)型(1.06%)。

      FUNGuild生態(tài)功能分類結果顯示,除未定功能的類群外,腐爛塊莖中共有37種功能類群,包含豐度超過1%類群10個(圖5:B)。其中,糞腐生-未命名腐生-木腐菌類群(32.59%)對應的真菌僅有青霉屬;內生-植物病原類群(23.64%)對應的真菌主要有炭疽菌屬、織球殼屬等;動物病原-內生-真菌寄生-地衣寄生-植物病原-木腐菌類群(5.48%)、動物病原-內生-地衣寄生-植物病原-土壤腐生-木腐菌類群(4.24%)和動物病原-內生-植物病原-木腐菌類群(3.95%)對應的真菌主要是鐮刀菌屬;動物病原類群(5.70%)對應的真菌主要是帚枝霉屬;真菌寄生-植物病原-植物腐生(5.69%)對應的真菌僅有棘殼孢屬;未知腐生菌類群(3.75%)對應的真菌主要是籃狀菌屬;植物病原類群(2.60%)對應的真菌主要有粉紅螺旋聚孢霉、葡萄座腔菌屬(Botryosphaeria)和椿啟介菌屬(Tubakia)等;動物病原-內生-寄生-植物病原-木腐菌類群(1.57%)對應的真菌僅有枝頂孢屬。因此,病原或腐生相關的真菌生態(tài)功能類群在山藥塊莖腐爛中扮演重要的角色。

      Trait致病特征分析結果顯示,腐爛塊莖真菌生態(tài)功能類群中的一些成員可引起植物軟腐病,并且其豐度和置信度差異明顯(表1)。其中,青霉屬(32.70%)和互生枝頂孢(A. alternatum,0.19%)為極可能,鐮刀菌屬(3.89%)、炭角菌屬(Xylaria,0.13%)和木霉屬(Trichoderma,0.03%)為很可能,鏈格孢屬(Alternaria,0.06%)和枝頂孢屬(1.57%)為可能。這些潛在病原真菌均隸屬于腐生或植物病原相關的生態(tài)功能類群,很可能與山藥塊莖腐爛密切相關。

      2.3 潛在病原真菌的分離鑒定

      高通量測序及生態(tài)功能類群等分析結果表明,腐爛山藥塊莖中主要為植物病原或腐生型的真菌。但是,這些結果僅依賴于DNA測序技術,為進一步驗證上述結果,進行組織分離培養(yǎng)實驗,共獲得135株真菌。挑選在培養(yǎng)基平板上具有不同生長形態(tài)的22株真菌,編號RP1-RP22(圖6),進行ITS-rDNA擴增測序,所得序列進行BLAST比對,利用MEGA 11.0構建系統(tǒng)發(fā)育樹。結果(圖7)顯示,這些真菌隸屬于6個屬,包括鐮刀菌屬(9株)、青霉屬(5株)、曲霉屬(Aspergillus)(4株)、籃狀菌屬(1株)、木霉屬(2株)、枝孢菌屬(Cladosporium)(1株)。其中,鐮刀菌屬、青霉屬、曲霉屬和籃狀菌屬均為高通量測序中豐度較高的菌屬(圖3:B),證明這些潛在病原真菌存活在腐爛山藥塊莖中。對山藥塊莖病原真菌相關研究進行檢索,結果表明,青霉屬、鐮刀菌屬和曲霉屬的成員是已報道山藥塊莖腐爛的主要病原真菌,此外,立枯絲核菌(Rhizoctonia solani)、可可毛色二孢菌(Lasiodiplodia theobrmae)、毛殼屬(Chaetomium)等潛在病原真菌僅有個別報道(表2)。因此,本研究所分離到的病原真菌與已有研究基本一致。

      3 討論與結論

      真菌病害嚴重危害山藥地下塊莖健康,極大影響了山藥的產(chǎn)量和商品性。本研究首次利用ITS擴增子測序、網(wǎng)絡分析及FUNGuild等分析山藥塊莖腐爛與真菌功能群落間的關系,并對潛在病原真菌進行分離鑒定。

      網(wǎng)絡結構和FUNGuild分析的結果表明,在山藥腐爛塊莖的真菌群落中,植物病原真菌和腐生真菌占據(jù)絕對優(yōu)勢,真菌群落具有正向合作的模塊化網(wǎng)絡。因此,山藥腐爛塊莖中的潛在病原-腐生真菌很可能存在著功能上的協(xié)同或疊加。已有研究表明,植物病害的發(fā)生通常有兩種模式,即單一感染和混合感染,混合感染是大多數(shù)植物真菌病害發(fā)生的主要模式(Wang et al.,2018),不同真菌協(xié)同感染植物,將極大加劇病害嚴重程度(Whitelaw-Weckert et al.,2013;Lamichhane amp; Venturi,2015;鹿秀云等,2023)。單一病原真菌可通過形成附著胞生成侵染釘,直接穿透或通過自然開口(氣孔、皮孔和水孔等)進入植物細胞間隙,分泌毒素,造成植物損傷,為其他病原真菌通過傷口侵染植物提供通道(李燕娜,2022)。多種病原真菌混合感染后,可協(xié)同改變宿主植物抗性,增強真菌致病力,最終加深植物病害程度(Halliday et al.,2020;Debray et al.,2022)。此外,這些病原真菌侵入植物后還可通過為其他腐生真菌提供營養(yǎng)(Liu et al.,2022)或通過分泌特定氨基酸(纈氨酸、亮氨酸和異亮氨酸)和輔助因子(泛酸和輔酶a)進行壓力選擇(Shu et al.,2019)等方式,改變與植物密切關聯(lián)的真菌群落結構,強化真菌間互利的相互作用,進而導致疾病的發(fā)生和快速發(fā)展。因此,山藥地下塊莖腐爛很可能由侵染能力強的病原真菌率先通過山藥表皮細胞或根尖侵染山藥塊莖,這些病原真菌的侵染在山藥塊莖表面造成傷口并產(chǎn)生誘導物,以此吸引與其功能互補或者疊加侵染能力弱的病原真菌和腐生真菌定植。這種相互作用改變山藥塊莖真菌群落結構,刺激地下塊莖中的真菌功能群落趨于單一化,致使病原和腐生功能類群占據(jù)絕對優(yōu)勢。

      本研究分離純化所得潛在病原真菌均隸屬于腐生或病原-腐生功能類群,主要為青霉屬、鐮刀菌屬和曲霉屬。因此,在預防山藥塊莖腐爛方面,這3個屬的潛在病原真菌應重點關注。個別研究者還從腐爛山藥塊莖分離到了立枯絲核菌、可可毛色二孢菌、毛殼屬等潛在病原真菌,而本研究分離到的其他潛在病原真菌則為籃狀菌屬、木霉屬、枝孢菌屬的成員。本研究與其他研究分離病原真菌的差異可能與所用樣品的種植土壤類型、營養(yǎng)條件、 溫度和濕度(李超楠等,2022),病原本身的致病特性(張吉祥等,2013;耿麗華等,2021)及病原真菌培養(yǎng)方法的局限性、偏向性等多種因素密切相關(許世洋和方香玲,2024)。值得注意的是,炭疽菌屬雖然未被分離到,但其在山藥腐爛塊莖中的相對豐度較高,為16.16%。炭疽菌屬一直被認為是山藥主要的葉部真菌病害之一,可導致山藥葉部出現(xiàn)中間凹陷且周圍伴有黃色暈圈的病斑,最終導致山藥死亡。Palaniyandi等(2016)研究也表明,炭疽菌屬侵染葉片可間接導致山藥塊莖的鮮重降低,塊莖變小。但是,目前尚未見炭疽菌屬直接侵染山藥根部的研究報道。在馬鈴薯炭疽病的研究中,研究者已從地下壞死部分分離鑒定到病原菌球炭疽菌(C. coccodes),并且證實球炭疽菌在馬鈴薯莖稈組織和塊莖中均可沿著細胞間隙延伸擴散,最終導致莖稈組織壞死和塊莖腐爛(魏周全等,2012;崔月貞等,2017)。因此,未來研究應該探究炭疽菌屬病原菌分離培養(yǎng)條件,對炭疽菌屬的潛在病原真菌進行分離鑒定,并對其是否能夠直接或者通過葉片傳導侵染山藥塊莖進行深入研究。

      綜上表明,山藥塊莖腐爛很可能是隸屬于植物病原和腐生的真菌功能類群協(xié)同作用的結果。鐮刀菌和青霉等真菌屬的成員是造成山藥地下塊莖腐爛的主要病原,其很可能通過與其他真菌間的相互作用加劇塊莖腐爛和分解進程。本研究為進一步闡明山藥塊莖腐爛的發(fā)病規(guī)律、定向使用農(nóng)藥及篩選生防菌提供了參考依據(jù)。

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      (責任編輯 李 莉 王登惠)

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