北美七叶树白粉病菌新种Erysiphe aesculi-sylvaticae的发现揭示病原真菌入侵动态的共进化机制

这篇研究通过多基因位点系统发育分析，首次鉴定出感染北美原生七叶树(Aesculus spp.)的白粉病菌新种Erysiphe aesculi-sylvaticae sp. nov.。该隐存种与E. flexuosa在ITS区相似度达99.2%，但具有更短的子囊壳附属丝（<70-90 μm）和独特的宿主特异性（仅侵染七叶树属Pavia组）。研究揭示了病原菌与宿主协同进化模式，为理解E. flexuosa在欧亚大陆的入侵流行病学（1999-2002年爆发）提供了新视角，对植物病原生物地理学研究具有重要启示。

　　

引言

七叶树属(Aesculus)作为包含重要生态和观赏价值的木本植物，长期受到白粉病(Erysiphe flexuosa)的严重危害。传统形态学分类将所有侵染七叶树的白粉病菌归为单一物种，但最新基因组研究表明，这类病原菌存在高度宿主特异性。研究团队通过多基因位点分析，揭示了专性侵染北美原生七叶树的新隐存种Erysiphe aesculi-sylvaticae，为理解病原菌的协同进化与跨洲传播机制提供了关键证据。

材料与方法

形态学分析采用3%氢氧化钾(KOH)处理子囊壳(chasmothecia)，通过尼康Eclipse Ti2显微镜测量附属丝形态参数。分子鉴定涵盖ITS+28S rDNA D1-D2区、钙调蛋白(CAM)、甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GAPDH)、谷氨酰胺合成酶(GS)等7个基因位点，使用Chelex法提取DNA后，通过巢式PCR扩增。系统发育分析采用贝叶斯法(10⁷代MCMC)和最大似然法(1000次bootstrap)，以GTR+G+I模型构建进化树。

结果

新种鉴定：模式标本NCSLG19058采自北美七叶树(A. sylvatica)，其子囊壳附属丝长度（70-90 μm）显著短于E. flexuosa（达子囊壳直径1.5倍）。多基因分析显示：两物种在IGS区差异达4.4%，GS区4.4%，而RPB2区高度保守（相似度99.8%）。宿主特异性：新种仅感染七叶树属Pavia组（A. pavia和A. sylvatica），而E. flexuosa可侵染欧亚种A. hippocastanum等更广宿主。

分类学特征

Erysiphe aesculi-sylvaticae的鉴别特征包括：菌丝体宽2-4 μm，乳头状附着胞；子囊壳直径120-140 μm，具12-16 μm卷曲顶端；8孢子子囊35-50×25-40 μm。与近缘种相比，其宿主范围严格限定于北美东南部（北卡罗来纳至特拉华），而E. flexuosa已形成全球分布。

讨论

协同进化假说：基于七叶树属系统发育（Du et al. 2020），Pavia组的早期北美分化与新种的特异性侵染模式高度吻合。入侵动态：E. flexuosa于1872年在北美被描述，1999年后在欧洲A. hippocastanum上爆发流行，表现出典型的"进化天真宿主"易感性。研究推测北美原生的A. glabra可能是E. flexuosa的原始宿主，而马萨诸塞州栽培A. pavia的严重感染进一步支持病原菌地理起源假说。未来需加强北美七叶树种质资源的白粉病监测，以揭示更多隐存多样性。