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油茶(Camellia oleifera)作为重要木本油料作物,近年来受真菌病害威胁严重。为明确四川油茶种植园病害真菌种类及致病性,研究人员开展调查,经形态和多基因分析,鉴定出 3 种害虫拟盘多毛孢属真菌,其中 N. folii 为新物种,研究成果为油茶病害防控提供关键依据。
在广袤的中国大地上,油茶作为重要的木本油料作物,正面临着严峻的挑战。它不仅是食用油的重要来源,还在经济发展和生态保护中发挥着关键作用。然而,近年来,真菌病害如同阴霾,笼罩着油茶种植园。特别是拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis)和新拟盘多毛孢属(Neopestalotiopsis)真菌引发的病害,严重影响了油茶的生长和产量,给种植户带来了巨大的经济损失。
为了破解这一难题,四川农业大学的研究人员挺身而出,开展了一项具有重要意义的研究。他们的目标是全面了解四川主要油茶种植园中的害虫拟盘多毛孢属真菌种类及其致病性,为油茶病害的有效防控提供科学依据。
研究人员通过实地调查,在 2023 年 8 月至 2024 年 5 月期间,从四川雅安 66.67 公顷的油茶种植园里采集了大量感染真菌的叶片样本。随后,他们运用多种技术手段,对采集的样本进行深入分析。
在形态学分析方面,研究人员从叶片的病变边缘和健康区域切取组织碎片,经过表面消毒处理后,在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基上进行培养。他们借助解剖显微镜和光学显微镜,仔细观察真菌的分生孢子器、菌落特征以及其他微观形态特征,并对相关结构进行了精确测量。
在分子生物学分析中,研究人员提取了 26 个发育良好的真菌菌落的基因组 DNA,利用特定的引物对内部转录间隔区(ITS)、翻译延伸因子 1-α(tef1-α)和 β- 微管蛋白(tub2)基因进行 PCR 扩增。扩增产物经琼脂糖凝胶电泳分析后,进行测序。接着,他们将测序数据与 GenBank 中已有的数据进行比对,构建多基因系统发育树,以确定真菌的种类。
通过系统发育分析,研究人员成功鉴定出了 3 种害虫拟盘多毛孢属真菌。其中,4 株菌株被鉴定为新物种,命名为 Neopestalotiopsis folii;另外 4 株菌株分别被鉴定为 Pestalotiopsis trachycarpicola 和 P. hispanica,这两种真菌在油茶上的发现属于新的宿主记录。
在对这 3 种真菌进行分类描述时,研究人员详细记录了它们的形态特征、培养特性以及相关的材料信息。例如,Pestalotiopsis trachycarpicola 的分生孢子器为黑色、不规则球形,感染油茶叶片会引发炭疽病;P. hispanica 的分生孢子器呈棕色或深棕色,可导致油茶叶枯病;Neopestalotiopsis folii 的分生孢子器为圆形、浅至深棕色,与藻类共生,引发藻斑病。
为了确定这些真菌的致病性,研究人员选取了 3 株真菌菌株,采用孢子悬浮液和菌丝块接种的方法,对离体的油茶叶片进行致病性测试。结果显示,不同菌株在不同接种方式下表现出不同的致病效果。Pestalotiopsis trachycarpicola 在田间可导致严重的炭疽病,在菌丝块接种试验中表现出较高的致病性;P. hispanica 在孢子悬浮液接种试验中诱导出叶枯病症状;Neopestalotiopsis folii 在不同接种方式下均能引起叶片感染,但在控制条件下的致病性较田间弱。
这项研究的意义重大。首先,它丰富了人们对油茶真菌多样性的认识,新物种 Neopestalotiopsis folii 的发现以及两种真菌新宿主记录的确定,为真菌分类学研究提供了新的资料。其次,明确了这些真菌对油茶的致病性,为油茶病害的早期诊断和精准防控奠定了基础,有助于减少经济损失,推动木本油料产业的可持续发展。此外,研究结果也为进一步探索这些真菌的致病机制和开发绿色防控技术提供了重要的理论依据。
研究人员主要运用了形态学分析、分子生物学技术(包括 DNA 提取、PCR 扩增、基因测序和系统发育分析)以及致病性测试等关键技术。样本来源于四川雅安的油茶种植园。
在研究结果部分,通过系统发育分析,明确了 ITS、tef1-α 和 tub2 基因序列可有效区分害虫拟盘多毛孢属真菌种类,并鉴定出相关物种;分类学研究对新物种和新记录物种进行了详细的形态和培养特征描述;致病性分析表明不同菌株在不同接种方式下致病效果存在差异。
研究结论表明,该研究成功鉴定出与油茶相关的 8 株害虫拟盘多毛孢属真菌,包括 1 个新物种和 2 个新记录物种,并验证了 3 株菌株的致病性。讨论部分指出,油茶受多种真菌病害影响,该研究填补了四川油茶真菌多样性研究的空白,为病害管理和产业可持续发展提供了重要支持。