台湾白粉菌(Erysiphaceae)29个新寄主记录及更新名录揭示全球白粉病宿主谱系的不完整性

【字体: 时间:2025年08月26日 来源:Botanical Studies 3.1

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  本研究针对台湾白粉菌(Erysiphaceae)分类体系滞后25年、宿主记录不完整的问题,通过形态学与ITS序列分析,发现12个全球新寄主和17个台湾新寄主记录,首次报道6种白粉菌在台分布。研究更新了台湾白粉菌名录(含109种/246宿主),为植物病原生物地理学及检疫政策提供关键依据,凸显热带地区无性型阶段在分类中的重要性。

  

在热带岛屿台湾,白粉菌(Erysiphaceae)作为专性植物病原真菌,每年造成森林与果树重大经济损失。尽管全球已描述900余种白粉菌,但台湾自1998年后再无系统性名录更新,传统分类依赖有性型(teleomorph)特征,而热带地区普遍存在的无性型(anamorph)阶段因形态特征单一难以鉴别。更棘手的是,分子数据显示Erysiphe aquilegiae等物种复合体存在隐蔽多样性,旧记录中可能混杂错误鉴定。这种知识断层直接影响到作物病害防控与生物入侵监测——例如入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)是否携带特异性病原菌?药用植物如大青(Strobilanthes cusia)的白粉病源何而来?

为破解这些难题,台湾大学团队联合德国法兰克福大学学者,对台湾白粉菌开展跨世纪梳理。研究整合近8年采集的40份标本,结合rDNA ITS序列(真菌DNA条形码)与无性型形态特征,采用Braun & Cook(2012)最新分类框架,对历史记录进行批判性修订。特别关注寄主特异性(host specificity)在物种界定中的作用,并通过Zenodo平台发布可交互的GBIF格式名录。

关键技术方法

研究团队在台北植物园等12个地理区域采集受感染叶片,通过透明胶带剥离法获取菌丝与分生孢子,测量分生孢子梗(conidiophore)和足细胞(foot cell)的形态参数(如Erysiphe elevata分生孢子大小为(27-)29-37(-40)×(12-)13-16(-18)μm)。DNA提取采用针挑法获取新鲜分生孢子,扩增ITS1-5.8S-ITS2区域并测序,通过BLAST比对确认物种。所有凭证标本保存于台湾国立自然科学博物馆(TNM),序列上传GenBank(如PV056439)。

主要研究结果

1. 新宿主与物种记录

  • 全球新寄主:发现白粉菌在12种植物上首次感染,如Erysiphe elevata侵染菜豆树(Radermachera sinica)

    ,其分生孢子呈圆柱形且无纤维体(fibrosin bodies);Podosphaera xanthii感染入侵植物银胶菊(Parthenium hysterophorus)
    ,暗示其可能作为生物防治剂。
  • 台湾新记录种:首次报道Erysiphe begoniae(秋海棠白粉菌)等6种,其中E. hommae在台湾本土植物半枝莲(Scutellaria barbata)上的发现

    ,证实该菌跨宿主传播能力。

2. 分类学争议解决

  • 物种复合体界定:Erysiphe aquilegiae复合体中,E. begoniae与E. pileae虽ITS序列相似度>99%,但通过寄主专一性(分别感染秋海棠科与荨麻科)被区分为独立种

  • 命名法纠偏:澄清Sawada(1959)命名的无效种Oidium oblongisporum实为E. pileae的同物异名,解决长达60年的分类混乱。

3. 名录更新与统计分析

修订后的台湾白粉菌名录包含109种/246宿主,其中菊科(Asteraceae)以41个菌-宿主组合居首。研究发现菌种数与宿主数比值稳定在1:2.25,反映广宿主种(如P. xanthii)的生态适应性。历史曲线显示,1930-195年与1990-201年因战争与农业政策导致研究断层。

结论与意义

该研究发表于《Botanical Studies》,首次系统揭示台湾白粉菌多样性缺口:29%的新记录说明全球宿主谱系认知仍不完整。实践层面,更新名录为检疫性病害(如葡萄白粉菌Erysiphe necator)提供精准参考;理论层面,证实热带地区无性型阶段结合ITS序列的鉴定可行性。但Erysiphe等复合体仍需多基因标记解析,历史标本的DNA提取难题也亟待突破。这项研究为理解植物-病原菌协同进化提供新案例,尤其为岛屿生态系统的生物入侵预警树立范本。

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