中国新疆野生栒子上首次发现火疫病:敲响野生蔷薇科种质保护警钟

【字体: 时间:2025年04月26日 来源:Scientific Reports 3.8

编辑推荐:

  为明确新疆野生栒子出现火疫病症状的病因,研究人员开展对其病原菌的分离、鉴定及致病性研究。结果发现病原菌为解淀粉欧文氏菌(Erwinia amylovora),这是中国首次报道栒子受火疫病侵害,对新疆天山野生果林野生蔷薇科种质保护意义重大。

  在广袤的大自然中,植物们也面临着各种 “健康危机”。火疫病,一种由解淀粉欧文氏菌(Erwinia amylovora)引发的极具破坏性的疾病,严重威胁着蔷薇科众多植物的生存。它就像一个隐藏在植物界的 “杀手”,自 1780 年在美国东北部首次爆发后,迅速在全球 60 多个国家蔓延开来,侵害了包括梨(Pyrus spp.)、苹果(Malus pumila)等在内的 200 多种蔷薇科植物 。
在中国,自 2015 年首次在新疆伊犁霍城县的苹果园确认火疫病爆发后,它逐渐扩散至新疆 14 个地区,给当地的重要果树种植带来了极大的损失。然而,在此之前,火疫病对栒子(Cotoneaster spp.)这类植物的影响却鲜为人知。栒子是蔷薇科苹果亚科的一个属,包含 90 多种落叶、常绿或半常绿灌木及小乔木,中国是栒子多样性的全球中心,仅新疆伊犁就有 7 种野生栒子,它们具有重要的园艺和经济价值。

随着火疫病在新疆的不断扩散,研究人员担心它可能会对更多的野生蔷薇科植物造成威胁,尤其是栒子这类此前未被报道感染火疫病的植物。为了摸清情况,来自伊犁职业技术学院、伊犁师范大学和新疆农业科学院伊犁分院的研究人员展开了深入研究,他们的研究成果发表在了《Scientific Reports》上。

研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先是病原菌分离技术,从表现火疫病症状的野生栒子植株上采集样本,经表面消毒后在特定培养基上培养,获取可疑菌株;其次是烟草过敏反应测试,通过将培养的菌株接种到烟草叶片,观察是否出现过敏反应来初步判断菌株致病性;然后是致病性测试,用菌株悬浮液接种盆栽栒子植株,观察发病症状并再次分离病原菌;最后是特异性引物检测和序列分析,对菌株基因组进行 PCR 扩增及测序,与已知解淀粉欧文氏菌序列比对。

下面来看具体的研究结果:

  • 疾病症状:在野外,解淀粉欧文氏菌最初感染野生栒子的花序,使花朵枯萎坏死、颜色变深;接着沿叶脉扩散,导致叶片变色、卷曲、枯萎和坏死;茎部感染初期出现淡褐色病斑,后期颜色加深并呈钩状,最终干枯死亡;幼果感染后出现水渍状病斑,表面有细菌渗出物,随后变黑坏死并木乃伊化。
  • 菌落形态特征:在营养琼脂(NA)培养基上,细菌菌落呈圆形,边缘光滑,颜色为乳白至灰白色,质地凸起、有光泽且粘稠;在 Zeller 培养基上,菌落呈橙红色,圆形且高度凸起,质地粘稠,中心颜色深且有明显的蛋黄样中心环,边缘清晰。
  • 烟草过敏反应:接种三天后,烟草叶片出现白色坏死病斑,表明产生了阳性过敏反应,而接种无菌蒸馏水的对照组则无此现象。
  • 致病性测试:在温室条件下接种七天后,受感染的栒子植株叶片和嫩枝出现枯萎和坏死症状,对照组无异常。从发病组织中重新分离出的细菌菌落形态与原始菌株相同,经 PCR 和序列分析进一步证实为解淀粉欧文氏菌。
  • 特异性 PCR 扩增和序列分析结果:使用解淀粉欧文氏菌特异性引物进行 PCR 扩增,得到预期的 391bp 扩增产物,与阳性对照一致,阴性对照无扩增条带。测序后的 PCR 产物在 GenBank 数据库中比对分析,构建的系统发育树显示,分离菌株 ZGXJXZ - 1 和 ZGXJXZ - 2 与 11 个解淀粉欧文氏菌参考菌株的质粒 pEa29 重复区域聚类紧密,序列同一性超过 99%,从而确定分离菌株为解淀粉欧文氏菌。

综合以上研究,研究人员得出结论:通过野外观察、菌落形态分析、烟草过敏反应测试、致病性测试、PCR 扩增和序列分析等一系列实验,证实了从新疆伊犁巩留县野生栒子上分离的菌株 ZGXJXZ - 1 和 ZGXJXZ - 2 为解淀粉欧文氏菌,这是中国首次记录栒子感染火疫病。

在讨论部分,研究人员指出,虽然火疫病在栒子上的感染在世界其他地区早有报道,但在中国却是首次发现。这一发现表明解淀粉欧文氏菌在中国的宿主范围有所扩大。新疆作为多种重要果树的起源中心,拥有丰富的野生果树资源,是中国野生果树种质保护的关键区域。野生栒子感染火疫病的发现,给当地的生态保护敲响了警钟。如果解淀粉欧文氏菌在天山野生果林中继续传播,可能会感染更多的野生蔷薇科植物,导致宝贵的遗传资源流失。因此,此次研究对于了解火疫病病原菌在天山野生果林的传播潜力、预防其他野生蔷薇科植物感染以及保护当地野生蔷薇科种质资源具有重要意义,为后续的植物保护工作提供了关键的理论依据和实践指导 。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号