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中国红豆杉因具重要药用价值备受关注,但种植中病害频发。研究人员针对四川眉山红豆杉苗圃叶枯病,通过分离、形态学及系统发育分析等,确定病原菌为藤仓镰孢菌(Fusarium fujikuroi),这为病害防治提供关键依据。
在神奇的植物世界里,中国红豆杉(
Taxus chinensis (Pilg.) Rehd)宛如一颗璀璨的明珠。它不仅是中国特有的植物,还是现代医学的 “宝藏库”,能够产生治疗多种癌症的紫杉醇(Taxol),为无数患者带来希望。然而,随着其种植面积不断扩大,各类病害却像 “恶魔” 一般悄悄袭来。过去,人们已经发现了一些会危害红豆杉的病菌,比如引起针斑病的几种病菌,还有导致炭疽病的胶孢炭疽菌(
Colletotrichum gloeosporioides)等 。但有一种病菌此前从未在红豆杉叶枯病中被报道过,那就是藤仓镰孢菌(
Fusarium fujikuroi)。这种病菌可不简单,它在其他农作物上引发的病害,像水稻恶苗病、玉米穗腐病等,都给农业生产带来了巨大损失。它还会产生真菌毒素,威胁食品安全和人类健康。所以,搞清楚它是否会侵害红豆杉,对红豆杉的种植和保护至关重要。
为了解开这个谜团,贵州大学的研究人员勇敢地踏上了探索之旅。他们通过一系列严谨的研究,最终确定藤仓镰孢菌就是引发四川眉山中国红豆杉苗圃叶枯病的 “罪魁祸首”。这一发现意义非凡,为后续制定有效的防治策略、保护珍贵的红豆杉资源提供了关键的理论依据。该研究成果发表在《Crop Protection》杂志上。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是样本采集与真菌分离技术,从受病害影响的红豆杉植株上采集样本,经过严格的表面消毒处理后,在培养基上进行真菌分离培养。接着,利用形态学特征观察技术,仔细研究分离出真菌的形态特点。最重要的是,采用了系统发育分析技术,通过对内部转录间隔区(ITS)、延伸因子 1-α(EF1-α)基因和 RNA 聚合酶 II 第二大亚基(RPB2)进行分析,准确鉴定病原菌种类。
样本采集、真菌分离和形态学特征
2023 年 11 月,研究人员在四川眉山的一个苗圃里发现了类似叶枯病的症状。他们从大约 10 株受感染的红豆杉植株上随机采集了带有病叶的枝条,并带回贵州大学作物保护实验室。研究人员对采集的感染针叶进行了表面消毒处理,先用 75% 酒精消毒 30 秒,再用无菌水冲洗三次,然后放在无菌纸上晾干,之后将其放置在马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基上培养。从病发症状来看,初期针叶上出现褐色至黄色的坏死斑点,主要出现在针叶边缘。随着时间推移,这些斑点逐渐扩大并融合,最后蔓延到整个针叶,进而从针叶扩散到枝条,导致嫩枝枯萎。
讨论
研究人员对中国红豆杉叶枯病的病原菌进行了深入探究。通过观察,发现受伤针叶上出现了从褐色到黄色的坏死病变。为了进一步确认病原菌,研究人员进行了基于分子结果的系统发育分析。他们选择了 EF1-α 和 RPB2 这两个遗传条形码,因为它们包含的系统发育信息序列有助于区分和分类镰孢菌属(Fusarium)的物种。通过形态学鉴定和系统发育分析的相互印证,最终确定引发叶枯病的病原菌就是藤仓镰孢菌。
综合来看,这项研究首次明确了藤仓镰孢菌会导致中国红豆杉叶枯病。这一成果为红豆杉病害防治工作点亮了一盏明灯。在此之前,对于这种病菌与红豆杉叶枯病的关系,人们一无所知,如今有了这一发现,就能够有针对性地制定防治措施,比如研发新型杀菌剂,或者优化种植管理方法来减少病菌滋生,从而保护珍贵的中国红豆杉资源,保障其在医药、生态等领域的持续应用。这不仅对中国红豆杉的种植产业意义重大,也为其他珍稀植物病害研究提供了宝贵的借鉴经验,让人们在保护植物多样性的道路上迈出了坚实的一步。