葡萄藤木质部衰退病的真菌群落全景分析：环境因素而非特定病原体驱动病害发生

这篇研究通过21个同步种植的葡萄园样本，采用高通量测序技术揭示了葡萄藤木质部衰退病（GTD）与真菌群落的关系。研究发现尽管真菌群落存在年际和地区差异，但未检测到特定病原菌与病害症状的普遍关联，表明环境因素（如土壤持水能力）可能是esca病的主要驱动因素，挑战了传统真菌病原学假说。研究为复杂植物病害机制提供了景观尺度实证。

　　

葡萄藤木质部衰退病的真菌群落全景分析

ABSTRACT
葡萄藤木质部衰退病（GTD）是全球葡萄栽培可持续发展的主要威胁，尤其以esca病最为严重。传统观点认为该病由Phaeomoniella chlamydospora、Phaeoacremonium spp.和Fomitiporia mediterranea等真菌协同作用引发，但缺乏实验证据。本研究通过对瑞士西部21个同步种植的葡萄园（品种Gamaret）进行跨年采样，结合PacBio CCS测序技术，揭示了真菌群落的多样性与病害发展的关系。

INTRODUCTION
树木衰退病是典型的多因素疾病，涉及生物与非生物因子的复杂互作。葡萄藤esca病表现为叶片虎纹症状和植株萎蔫（apoplexy），但其病原机制存疑。尽管先前研究分离出多种木材腐朽真菌，但这些菌株在健康与病株中普遍存在，暗示环境压力可能触发真菌从内生状态转为致病状态。本研究利用景观尺度的标准化实验设计，首次系统评估了真菌群落结构与病害发展的相关性。

RESULTS

Replicated assessment of the trunk mycobiome across vineyards
从496株葡萄藤的嫁接部位获取木质样本，通过ITS1F-ITS4引物扩增获得3,390,060条高质量CCS reads，聚类为4,129个ASV（代表697种真菌）。优势菌门为子囊菌（Ascomycota，87.8%），其中Phaeomoniella（27.6%）、Aspergillus（5.55%）和Phaeoacremonium（4.50%）丰度最高。值得注意的是，样本间α多样性差异显著（中位数121 ASVs/样本），但健康与病株的读长数无统计学差异。

Fungal microbiome structure among healthy and symptomatic plants
无症状植株的真菌群落呈现高度异质性，仅3.8%的ASV在所有地理区域共享。PCoA分析显示，地区（PERMANOVA，R²=0.016）和葡萄园（R²=0.096）对群落结构有显著影响，但健康状态的解释度极低（R²=0.003）。尽管apoplexy症状植株的群落组成略有差异（P=0.005），但总体未发现与病害相关的特异性菌群模式。

Taxonomic profiles highlight taxa linked to asymptomatic plants
通过LEfSe、ANCOM和ANCOM-BC三种方法交叉验证，发现Neosetophoma属在健康植株中显著富集（占读长0.5% vs 病株0.03%）。该菌在esca发病率最低的Valais地区占比最高，但与植株死亡率无显著相关性（R=0.05）。功能预测显示，病原相关菌群在健康与病株中的比例无差异，暗示真菌生活史转换可能受环境调控。

Key genera previously associated with esca
传统esca相关类群（Phaeomoniella、Phaeoacremonium、Fomitiporia和Botryosphaeriaceae）在健康与病株中的丰度无统计学差异。例如Phaeomoniella在无症状植株中平均占比34.1%，与病株（33.1%）几乎持平，且存在单株100%携带但仍无症状的极端案例。

DISCUSSION

Extensive mycobiome variability across sampling scales
葡萄藤木质部真菌群落以稀有类群为主（30% ASV的读长≤10），符合"稀有生物圈"理论。这种高变异性可能源于土壤-空气传播的孢子水平转移，或局部微环境差异。与急性橡树衰退病不同，esca病未导致α多样性显著变化，表明病害可能通过群落功能改变而非物种丢失驱动。

No differentiated fungal community associated with symptomatic plants
研究推翻了esca由特定真菌组合驱动的假说。环境因素（如土壤持水量）可能通过胁迫宿主生理状态，促使内生真菌转为致病模式。Neosetophoma的保护作用需进一步验证，其分布可能仅反映区域环境适应性。

MATERIALS AND METHODS
采样采用非破坏性钻孔法获取嫁接部位木质部，CTAB法提取DNA后经PacBio Sequel II平台测序。数据分析使用DADA2流程，ASV分类基于UNITE数据库。差异丰度分析采用多方法交叉验证以控制假阳性。

ACKNOWLEDGMENTS
感谢苏黎世功能基因组学中心的技术支持，以及瑞士沃州政府的经费资助（致谢人K.G.）。研究团队声明无利益冲突。