中国贵州蔷薇科植物上锈菌新物种的发现及其系统发育研究揭示Phragmidiaceae科真菌多样性

本研究针对贵州蔷薇科植物锈菌分类学空白，通过形态学与分子系统学(ITS/LSU)分析，鉴定出3个Phragmidiaceae科新种(Gerwasia amphidasydis、Phragmidium coreanicola、P. parvifolius)和1个新宿主记录(G. rubi-setchuenensis)，提供了详尽的形态描述、图示及系统发育树，为锈菌-宿主协同进化研究提供关键数据。

　　

在真菌界庞大的生物多样性版图中，锈菌(Pucciniales)堪称植物界的"隐形杀手"——这个占担子菌门25%的类群，能寄生在植物的叶片、果实和枝条上，严重威胁农作物和经济作物的健康。中国作为植物多样性大国，拥有约3.5万种高等植物，却面临着1700-8800种锈菌的潜在威胁。尤其令人担忧的是，重要经济作物蔷薇科(Rosaceae)植物，包括悬钩子属(Rubus)、蔷薇属(Rosa)等，正是锈菌中Phragmidiaceae科的主要攻击目标。然而，现有研究对贵州地区蔷薇科植物锈菌的认知仍存在大量空白，许多物种仅凭传统形态学特征描述，缺乏分子证据支持。

针对这一科学问题，贵州医科大学的研究团队在2021-2023年间对贵州全境的药用植物锈菌开展了系统性调查。研究人员采用多学科交叉方法，在Zunyi、Guiyang等地的自然保护区采集了12种蔷薇科植物的感染标本，通过整合形态解剖学特征和分子系统发育分析(基于核糖体ITS和LSU基因序列)，揭示了Phragmidiaceae科真菌的隐藏多样性。这项重要成果发表在真菌学专业期刊《MycoKeys》上，为理解锈菌的物种形成和宿主适应性进化提供了新见解。

研究团队运用了三大关键技术：野外采样采用地理信息系统精确定位，标本保存同时采用4℃冷藏和干燥压制两种方法；形态学观察结合体视显微镜(Olympus SZ61)和光学显微镜(Nikon Ni)进行多角度成像测量；分子系统学分析通过PCR扩增ITS/LSU基因片段，采用最大似然法(RAxML)和贝叶斯推断(MrBayes)构建系统发育树，所有序列均提交至GenBank。

研究结果部分，"Phylogeny"小标题下的分析显示：基于ITS+LSU联合数据集(1245个位点)构建的系统树清晰区分了Phragmidiaceae科的6个属，新发现的Gerwasia amphidasydis与已知种G. rubi形成独立分支，支持率达100%；而Phragmidium coreanicola则展现出独特的进化地位，其teliospores(冬孢子)尺寸(107-167×25-35μm)显著大于近缘种P. griseum。

"Taxonomy"部分详细描述了3个新物种的鉴别特征：G. amphidasydis以其特殊的urediniospores(夏孢子)形态(29-41×22-29μm)和稀疏的刺状突起区别于同类；P. coreanicola的圆柱形冬孢子具有5-7个细胞，在Rubus coreanus上形成黑色bacilliform(杆状)结构；P. parvifolius则以其超大的paraphyses(侧丝)(49-83×10-19μm)成为识别标志。特别值得注意的是，原本仅知感染Rubus setchuenensis的G. rubi-setchuenensis，在Rubus buergeri上的发现拓展了该菌的宿主范围。

讨论部分强调了这项研究的双重意义：分类学层面，首次报道了Gerwasia属在Rubus amphidasys上的寄生现象，填补了该属宿主谱系的空白；生态学层面，Phragmidium coreanicola与P. rubi-coreani在同一宿主(R. coreanus)上的分化现象，为研究锈菌的宿主适应性进化提供了理想模型。研究人员特别指出，中国西南地区复杂的地形和气候可能孕育了更多未被描述的锈菌多样性，未来需要结合基因组学手段深入探索这些微生物与宿主的协同进化机制。

这项研究不仅丰富了我国真菌资源库，其建立的形态-分子整合鉴定流程，更为植物检疫和病害防控提供了技术范本。正如作者团队所言："每一个新锈菌物种的发现，都是解开植物-病原体军备竞赛之谜的关键拼图。"随着后续研究的深入，这些微小真菌背后隐藏的进化奥秘，或将为我们打开一扇通往生物多样性保护新策略的大门。