印度西北部棉花根腐病病原菌Macrophomina phaseolina的近期种群扩张：基于基因谱系分析的遗传多样性研究

本研究针对印度西北部棉花主产区的毁灭性真菌病害——由Macrophomina phaseolina引起的根腐病，首次系统分析了该病原菌的种群遗传结构。通过对55个地理隔离菌株的ITS和EF-1α基因测序，发现高单倍型多样性（0.714）与低核苷酸多样性（0.0025）的独特模式，结合中性检验显著负值（Tajima’s D等）和错配分布分析，证实该种群经历瓶颈效应后的近期扩张。研究揭示了病原菌呈现弱地理分化的泛交配群体特征，为抗病育种和病害防控提供了关键进化动态依据。

　　

在印度次大陆的棉花田中，一种被称为"沉默杀手"的病害正悄然蔓延。棉花根腐病由土壤习居真菌Macrophomina phaseolina（Tassi）Goid引起，这种病原体不仅能侵染500多种植物，更能在土壤中通过微菌核存活数年。尤其令人担忧的是，该病害与根结线虫（Meloidogyne incognita）协同作用时，会导致棉花成片枯萎死亡。尽管早在1990年代就有发病记录，但关于印度西北部棉花带病原菌种群动态的研究始终空白。这直接制约了抗病品种选育——要知道，有效的抗性育种必须基于对病原群体遗传结构的精确认知。

为此，CCS哈利亚纳农业大学的研究团队开展了一项开创性工作。他们从印度西北部四大棉区（哈里亚纳邦、旁遮普邦、拉贾斯坦邦和古吉拉特邦）收集55个地理隔离菌株，运用多学科手段揭示了M. phaseolina的进化密码。这项发表在《Physiological and Molecular Plant Pathology》的研究，不仅首次绘制了该区域的病原种群图谱，更发现了令人意外的扩张信号。

研究采用了两大关键技术：基于核糖体ITS（Internal Transcribed Spacer）和延伸因子EF-1α（Elongation factor-1α）的分子标记系统，通过测序分析构建基因谱系；同时结合群体遗传学分析工具（包括中性检验、错配分布和AMOVA），解析种群历史动态。所有菌株均通过PDA培养基分离纯化，确保研究对象的遗传一致性。

【分子表征与DNA多态性】
通过ITS-EF-1α串联序列分析，所有菌株均聚类为M. phaseolina单系群。值得注意的是，无论来自美国棉（G. hirsutum）还是亚洲棉（G. arboreum），不同地理来源的菌株都显示出高度遗传相似性，暗示着强大的基因流动。

【种群遗传结构】
研究发现了"高单倍型多样性（0.714）+低核苷酸多样性（0.0025）"的黄金组合——这是种群经历瓶颈后快速扩张的典型特征。就像人类Y染色体的进化故事，少数祖先在短期内产生了大量新突变。中性检验的强烈负值（Tajima’s D = -2.31，Fu and Li’s D* = -4.02）进一步佐证了这一发现。

【群体分化模式】
AMOVA分析显示，种群间遗传变异仅占11.7%，而88.3%的变异存在于种群内部。这种弱地理分化模式提示：病原菌可能通过棉种调运或农业机械实现了跨区域传播，形成了近乎"泛交配"的超级种群。

讨论部分揭示了更深层的生物学意义。尽管M. phaseolina被认为行无性繁殖，但其表现出的遗传多样性远超预期。研究者提出假说：类似真菌的准性生殖（parasexualism）可能导致异核体形成，从而加速变异积累。这种特殊的进化策略，加上现代农业单一种植模式的"选择压力"，可能共同驱动了种群扩张。

该研究的现实意义不言而喻。首先，弱种群分化意味着抗病基因需具备广谱特性；其次，近期扩张警示我们病害可能进入爆发期；最后，建立的分子标记体系为田间监测提供了标准化工具。正如作者强调的，这项研究不仅填补了印度棉花病理学的知识空白，更为全球植物病原菌的进化研究提供了热带地区的新案例。