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为解决澳大利亚大蒜腐烂病因不明问题，研究人员开展尖孢镰刀菌（F. oxysporum）致大蒜腐烂的研究。通过测序、致病性测试等，确认 F. oxysporum 是病因，这是澳大利亚首次相关报道，为防治大蒜病害提供重要依据。
在澳大利亚的农业生产中，大蒜是一种重要的农作物。然而，自 2016 年起，在洛克耶山谷地区，无论是田间生长的大蒜，还是储存过程中的大蒜，都出现了令人头疼的腐烂现象。这些大蒜腐烂后，不仅影响了其外观和品质，还造成了严重的经济损失。种植户们对这种病害束手无策，因为一直以来，导致大蒜腐烂的病原菌并不明确，这使得防治工作无从下手。为了揭开大蒜腐烂的 “幕后黑手”，来自澳大利亚昆士兰大学（The University of Queensland）的研究人员 Jessie Rose Harper、Victor J. Galea 和 Cherie F. Gambley 开展了一项深入的研究。他们的研究成果发表在《Australasian Plant Pathology》上，为大蒜病害的防治带来了新的希望。
研究人员主要运用了以下关键技术方法：首先是病原菌分离技术，从患病大蒜蒜瓣中分离出可疑病原菌；其次是 DNA 测序技术，通过对翻译延伸因子 1 - α（TEF1）基因区域测序来确定病原菌种类；最后进行了致病性测试，以验证分离出的病原菌是否能引发大蒜病害。
病原菌的分离与培养
2023 年 2 月，研究人员在昆士兰大学加顿校区储存的 “Glenlarge” 品种大蒜中，发现了具有干腐症状的蒜头。这些大蒜在夏季常温下，于木箱中已存放了四个月。研究人员从六个蒜头的八个蒜瓣上选取带有浅褐色病斑的部位进行病原菌分离。他们先将蒜瓣用 70%（w/w）乙醇进行表面消毒，然后把约 5mm×5mm 包含坏死病斑边缘的病组织，再次用 70%（w/w）乙醇消毒 3 分钟，之后放置在含有 100μg/ml 链霉素的 ? 马铃薯葡萄糖琼脂（? PDA）培养基上。将培养皿在 25°C 黑暗条件下培养 5 - 7 天，随后置于 4°C 保存。最终，从十个蒜瓣中获得了疑似镰刀菌的培养物，这些培养物在 ? PDA 培养基上呈现白色至浅紫色，伴有气生菌丝。
病原菌的形态学观察
研究人员采用单孢分离技术制备了纯培养物，并对其进行形态学观察。分离物 Fo_VPRI44634、Fo_VPRI44635 和 Fo_VPRI44628 呈絮状，Fo_VPRI44630 呈扁平状。所有分离物都能产生大量非分隔的小型分生孢子，大小为 3.5 - 10.4μm×1.3 - 3.8μm（n=40），形状为椭圆形和肾形。同时，还观察到许多稍弯曲、具有 2 - 5 个分隔的大型分生孢子，其长度为 14.8 - 27.38×1.3 - 5.0μm（n=40），厚垣孢子也大量存在 。这些形态特征虽然与镰刀菌属（Fusarium spp.）的描述相符，但仍需分子分析来确定具体种类。
病原菌的分子鉴定
研究人员使用 DNeasy Plant Pro 试剂盒提取纯培养物的 DNA，利用引物 EF1 和 EF2 进行聚合酶链式反应（PCR）扩增，再用引物 EF3 和 EF22T 进行测序。PCR 反应条件为：95°C 预变性 1 分钟；95°C 变性 10 秒、52°C 退火 10 秒、72°C 延伸 30 秒，共 30 个循环；最后 72°C 延伸 2 分钟 。对扩增产物双向测序后，经分析确定这些分离物为尖孢镰刀菌（F. oxysporum），并将序列提交到 Genbank。其中，Fo_VPRI44630、Fo_VPRI44634 和 Fo_VPRI44628 的 TEF1 核苷酸序列 100% 相同，且与国际上的 F. oxysporum 分离物（如 OQ628328.1、MN386723.1 等）完全一致；Fo_VPRI44635 与其他三个分离物相似度为 99.09%，与 F. oxysporum（MT630378.1）相似度最高，达 99.85%。
致病性测试
研究人员参照类似方法进行致病性测试，并重复两次。用无菌 1ml 注射器（Terumo）和 18G 无菌针头，将浓度为106个细胞 /ml 的 F. oxysporum 分离物接种物 100μl 注入大蒜蒜瓣，对照组则注入 100μl 无菌蒸馏水。每个分离物和对照组各接种 15 个蒜瓣，在黑暗中存放 16 天。16 天后，观察到轻度致病分离物使蒜瓣注射部位变色腐烂，高度致病分离物导致整个蒜瓣严重褐变腐烂，而对照组蒜瓣未出现腐烂症状。从有症状的蒜瓣中重新分离出病原菌，经鉴定仍为 F. oxysporum，成功满足柯赫氏法则（Koch’s postulates） 。
研究结论表明，尖孢镰刀菌（F. oxysporum）是导致澳大利亚大蒜腐烂的病原菌。这一发现意义重大，此前，虽然在日本、美国、意大利和土耳其等国家已报道过 F. oxysporum 引起大蒜腐烂，但在澳大利亚这是首次发现。该研究为澳大利亚大蒜种植户提供了重要信息，有助于他们采取针对性的防治措施，减少因大蒜腐烂造成的经济损失。同时，也为后续研究大蒜与 F. oxysporum 之间的相互作用机制，以及开发更有效的防治策略奠定了基础，对保障澳大利亚大蒜产业的健康发展具有重要推动作用。
