华盛顿州哥伦比亚盆地洋葱病原菌新种Ewingella allii的发现及其致病性研究

研究人员从美国华盛顿州哥伦比亚盆地患病洋葱植株中分离鉴定出一株新型细菌20WA0182T，通过多相分类学分析（包括16S rRNA基因测序、全基因组测序及ANI/dDDH计算）确认为Ewingella属新种，命名为Ewingella allii sp. nov.。该菌株对洋葱鳞茎和叶片具有致病性，为洋葱细菌性病害防控提供了新靶点，相关成果发表于《Antonie van Leeuwenhoek》。

　　

在洋葱这一全球重要经济作物种植区，细菌性病害常造成严重产量损失。美国华盛顿州作为年产值超10亿美元的主产区，长期面临由Pantoea、Enterobacter等病原菌引起的鳞茎腐烂问题。然而，2020年夏季哥伦比亚盆地灌溉洋葱田中出现的特殊颈腐症状，引发了研究人员对潜在新病原的探索。

南非比勒陀利亚大学（University of Pretoria）联合华盛顿州立大学的研究团队，从具有湿性坏死病斑的洋葱植株中分离出菌株20WA0182^T。通过表型特征分析发现，该菌为革兰氏阴性（Gram-negative）、具极生鞭毛的兼性厌氧杆菌，过氧化氢酶阳性而氧化酶阴性。系统发育分析显示其16S rRNA基因与Ewingella americana相似度达98%，但四管家基因（atpD、gyrB、infB、rpoB）构建的多位点序列分析(MLSA)树形成独立分支。全基因组测序揭示其基因组大小4.6 Mb，GC含量53.8%，与E. americana的ANI值仅92.85-93.96%（低于物种界定阈值95%），dDDH值为56.0-56.2%（低于70%阈值），最终确认为新种并命名为Ewingella allii sp. nov.。

关键技术包括：Illumina MiSeq平台全基因组测序（GenBank登录号JAWUDN000000000）、基于Biolog Gen III和API 20NE的生化特征分析、透射电镜（TEM）观察鞭毛形态，以及洋葱鳞茎注射、红色鳞片坏死(RSN)和叶片接种三重致病性测定。

研究结果

病原性测试：在28°C条件下，20WA0182^T接种洋葱鳞茎后引发内层鳞片褐变坏死（图2A），RSN试验中导致红色素清除区（图2B），但对叶片致病性较弱。阳性对照Pantoea ananatis BD 251症状更严重，而E. americana CCUG 14506^T无致病性。

系统发育分析：核心基因树（基于3,653个基因）显示20WA0182^T与奶酪源Ewingella sp. CoE-038-23聚簇（dDDH 81.0%），共同区别于E. americana菌株（图5）。

基因组特征：25个contigs组成的基因组包含4,271个基因，BUSCO评估完整度99.2%。特有的碳源利用特征（如D-麦芽糖、β-甲基-D-葡萄糖苷代谢能力）与模式菌株形成差异（表1）。

讨论与意义

该研究首次报道Ewingella属成员作为洋葱病原体，扩展了对Allium作物细菌病害病原谱的认知。菌株20WA0182^T（保藏号LMG 33618^T）的致病性提示灌溉管理需防范土壤-植株传播风险。基因组中发现的移动遗传元件（如转座酶基因）可能解释其环境适应性，为后续毒力因子研究奠定基础。研究成果为制定针对性防控策略提供科学依据，对保障全球洋葱产业可持续发展具有重要意义。