《Crop Protection》:Epicoccum sorghinum as a leaf spot disease-causing pathogen in
Lithocarpus litseifolius in China
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基于形态学及多基因分子系统发育分析,本研究首次鉴定出中国江西玉山地区木荷(Lithocarpus litseifolius)叶片斑病的病原菌为Epicoccum sorghinum。通过田间症状观察、病原菌分离纯化及致病性验证实验,确认该真菌通过产生赤褐色菌落及典型单细胞闭囊壳结构致病,并造成叶片枯斑及产量下降。研究结果为制定木荷叶斑病防治策略提供了病原学依据。
王玉玲|李萌|刘长江|蔡国林|王梦星|严五萍|陈建峰
江西农业大学农业科学学院,中国江西省南昌市,330045
摘要
Lithocarpus litseifolius [Hance] Chun 是一种集“茶、糖和药”三种功能于一体的第三代新型茶树资源。2022年至2024年间,在中国江西省进行的野外调查中,首次观察到L. litseifolius植株上出现了叶斑病。通过传统分离技术成功分离出了病原体,并通过对其形态特征以及内部转录间隔区(ITS)、β-微管蛋白基因(TUB)和翻译延伸因子1-α基因(TEF1)的多基因系统发育分析进行了鉴定。根据形态特征和多基因系统发育分析,确定该病原体为Epicoccum sorghinum。进一步的致病性测试表明,E. sorghinum引发的病症与野外自然感染植株的症状一致,从而确认了E. sorghinum是L. litseifolius叶斑病的致病菌。这是中国首次报道E. sorghinum感染L. litseifolius的案例,为未来的研究奠定了重要基础,未来的研究应重点关注抗病品种的筛选以及田间条件下杀菌剂的效果评估。
引言
Lithocarpus litseifolius [Hance] Chun 属于壳斗科,广泛分布于中国长江以南的省份以及越南北部、缅甸和老挝等邻国(Cheng et al., 2016)。它是一种具有高营养价值的可食用和药用植物(Guo et al., 2021)。L. litseifolius的嫩叶因其天然风味常被用作茶叶(Liu et al., 2022)。越来越多的研究报道了L. litseifolius的生物活性成分及其益处(Zhang et al., 2023)。例如,在L. litseifolius中发现了多种生物活性二氢查尔酮类化合物,如trilobatin、phloridzin和phloretin,这些化合物对高血压、高血脂、高血糖、炎症和癌症具有防治作用(Wang et al., 2020; Wei et al., 2021; Liu et al., 2021; Shang et al., 2022)。由于其经济价值,近年来对L. litseifolius的需求显著增加。然而,作为东亚温带雨林中的重要树种(Cheng et al., 2016),L. litseifolius易受多种病害影响,尤其是叶部病害,导致产量和质量大幅下降。遗憾的是,目前关于这一问题的研究仍较为缺乏。
叶斑病是一种常见于植物叶片的疾病,通常会在叶片上形成大小和形状各异的斑点或斑块,并伴随叶片变形和萎蔫。全球范围内,叶斑病由Epicoccum属真菌引起,其特征是叶片表面出现不规则至椭圆形的黑色坏死斑块(Taguiam et al., 2021; Xu et al., 2022; Guo et al., 2024)。严重感染会导致叶片出现病斑并干枯,从而大幅降低产量。目前尚不清楚Epicoccum是否会导致L. litseifolius发生叶斑病。
近年来,中国江西省鹰潭市的L. litseifolius植株上出现了叶斑病症状。受感染的叶片出现红棕色至黑色的凹陷斑点,随后发展为圆形或不规则的病斑,并伴有红色晕圈。超过30%的L. litseifolius植株受到该病害的影响,对其生长和产量造成了不利影响。根据我们的观察以及茶农提供的信息,2022年至2024年间,每年5月至8月期间,江西省鹰潭市的L. litseifolius都会出现一致的病害症状。因此,迫切需要鉴定导致该地区L. litseifolius>叶斑病的病原体,并制定有效的防治策略。在本研究中,我们首次通过形态学和分子特征、多基因序列分析及致病性测试,确认Epicoccum是L. litseifolius叶斑病的致病菌,旨在提供可行的病害防控策略。
病原体分离
从患叶斑病的L. litseifolius中分离病原体
为了鉴定中国江西省鹰潭市余江区L. litseifolius叶片叶斑病的致病真菌,2022年8月对一片6.67公顷的种植园进行了调查。记录了至少100株表现出病害症状的植株。为便于系统研究,将种植园划分为多个小区,随机选取了3个自然感染叶斑病的小区,从每个小区中提取了3份叶片样本
病原真菌的形态特征
菌落通常呈白色至红棕色,形状为圆形,边缘完整,具有丰富的气生菌丝。随着色素的积累,菌落背面从中心向边缘逐渐变为红棕色(图2A–B)。厚垣孢子呈淡棕色,单细胞或多细胞,大小范围为(3.76–12.78)μm至(4.36–12.50)μm(n = 20;平均7.44 μm × 8.04 μm)(图2C–E)。分生孢子的大小为(3.36–5.59)μm × (1.20–3.11)μm
讨论
Epicoccum属真菌是普遍存在的子囊菌,可从空气、水、土壤、人类趾甲和植物等多种环境中分离得到(Xu et al., 2022)。目前已确认有18种Epicoccum属真菌作为20个国家46种植物病害的致病菌(Taguiam et al., 2021)。它们通过感染种子、茎、叶片和/或果实引发植物病害,其中叶斑病是最常见的病害类型。E. nigrum和E. sorghinum是最常见的致病菌
作者贡献声明
王玉玲:撰写初稿、开展调查、数据整理。
李萌:验证结果、参与调查。
刘长江:数据整理。
蔡国林:结果验证、软件操作。
王梦星:指导研究、进行正式分析。
严五萍:撰写文本、审稿与编辑、项目管理、概念构思。
陈建峰:撰写文本、审稿与编辑、方法设计、资金申请。
资助
本研究得到了江西农业大学博士启动基金(9232309477)、江西省农业关键技术研究专项基金(JXNK202309)以及江西省教育厅科研项目(GJJ20295, GJJ200445)的支持。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究结果的财务利益或个人关系。