编辑推荐：
稻瘟病严重影响全球水稻生产，为解析稻瘟病菌遗传多样性，研究人员通过全基因组序列比较开发 InDel 标记，对泰国稻瘟病菌种群进行分析。结果显示该标记有效区分菌株，明确遗传关系与宿主相关。此研究为稻瘟病研究提供新工具，意义重大。
稻瘟病，这一水稻的 “致命杀手”，在全球范围内严重威胁着水稻生产。它由稻瘟病菌（Pyricularia oryzae）引起，能感染多种禾本科植物，如同一个狡猾的 “侵略者”，不断变换宿主，导致防治难度极大。长期以来，种植抗病水稻品种一直是防治稻瘟病的主要手段，但病菌很容易适应，使单一基因抗性迅速失效。而且，更具毒性的病菌类型不断出现，让育种工作困难重重。为了深入了解稻瘟病菌的遗传多样性，以及它克服水稻抗性的机制，进而制定更有效的防治策略，来自泰国多所高校和研究机构的研究人员展开了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Stress Biology》杂志上。
研究人员运用了多种关键技术方法。他们从全球多个地区收集了 152 个稻瘟病菌的全基因组序列，这些序列来自不同的宿主。首先利用 FastQC 算法评估原始序列质量，用 Trimmomatic 0.39 去除低质量序列，再通过 Burrows-Wheeler Aligner（BWA） 0.7.17 将高质量序列映射到稻瘟病菌 70 - 15 菌株的全基因组序列上。接着，使用 Genome Analysis Toolkit（GATK） 4.1.3.0 来识别插入缺失（InDel）位点和变异，筛选出多态性 InDel 位点设计引物。同时，从泰国不同地区采集了 47 个稻瘟病菌株，提取 DNA 进行 PCR 扩增和遗传多样性分析。
比较全基因组序列并鉴定 InDel 标记
研究人员将 152 个全球种群菌株的全基因组序列与稻瘟病菌 70 - 15 菌株的参考基因组进行比较，共鉴定出 233,595 个 InDel 位点，这些位点分布在稻瘟病菌的七条染色体上。其中，1 号染色体上的 InDel 位点最多，7 号染色体最少。InDel 长度在 1 - 60bp 之间，多数为 1 - 2bp。研究人员根据位点多态性和等位基因频率，挑选出 82 个 InDel 位点，这些位点分布在七条染色体上，每个位点的变异数在 3 - 7 个之间，多态信息含量（PIC）分数在 0.06 - 0.82 之间。
利用开发的 InDel 标记评估泰国稻瘟病菌种群的遗传多样性
研究人员用这 82 个 InDel 标记对 47 个泰国稻瘟病菌株和 2 个参考菌株进行研究。PCR 扩增产物显示出大小差异，反映了核苷酸的插入和缺失。82 个标记中，33 个（40.24%）在测试菌株中表现出多态性，遗传多样性分析表明每个标记的等位基因多样性在 2 - 4 个之间，PIC 分数在 0.04 - 0.67 之间。
泰国稻瘟病菌种群的遗传关系
基于 33 个多态性 InDel 标记的相似系数，49 个稻瘟病菌株被分为两个主要簇 A 和 B。簇 A 只有两个菌株，簇 B 进一步分为两个亚簇。亚簇 B1 包含 41 个泰国菌株和 1 个韩国菌株，均来自水稻宿主；亚簇 B2 包含 5 个来自杂草宿主的菌株。研究还发现，位于 2、4 和 5 号染色体上的 InDel 标记，如 MD212、MD406 等，能有效区分来自水稻和杂草宿主的菌株。
种群结构分析
通过 STRUCTURE 2.3.4 软件对 47 个泰国稻瘟病菌株进行种群结构分析，结果显示随着 K 值从 1 增加到 10，lnP (D) 值相应上升。根据 ΔK 值构建的种群结构分布图将菌株分为两个不同的亚群。亚群 I 由 39 个来自水稻的菌株组成，亚群 II 包含 6 个来自杂草的菌株和 1 个来自水稻的菌株 PNB61008。主坐标分析（PCoA）表明，第一和第二坐标分别解释了总变异的 29.20% 和 12.31%，稻瘟病菌种群明显分为基于宿主的两个主要组。
在结论和讨论部分，研究人员成功利用全基因组序列比较开发出稻瘟病菌的 InDel 标记，这在该领域是一项重要突破。这些标记具有中等信息量，能有效区分不同宿主来源的菌株，特别是水稻和杂草宿主。研究还揭示了稻瘟病菌遗传多样性与宿主特异性之间的紧密联系，表明宿主转换可能导致病菌的专业化和早期物种形成。这一研究成果为进一步研究稻瘟病菌的致病机制、进化动态以及制定更有效的农业防治策略提供了有力支持。它让我们更深入地了解稻瘟病菌，有望在未来的稻瘟病防治中发挥关键作用，为全球水稻生产保驾护航。
