《Journal of Fungi》：Lamiaceae-Associated Puccinia in Uzbekistan: Diversity, Host Associations, Climatic Suitability, and Broader Biogeographic Context
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亚麻荠（Camelina sativa）是一种日益重要的油料作物。本研究首次对塞尔维亚由Hyaloperonospora camelinae引起的亚麻荠霜霉病进行了全面表征。在2023年和2024年期间，观察到叶片褪绿病斑、荚果畸形，以及在坏死叶片中存在分生孢
亚麻荠（Camelina sativa）是一种日益重要的油料作物。本研究首次对塞尔维亚由Hyaloperonospora camelinae引起的亚麻荠霜霉病进行了全面表征。在2023年和2024年期间，观察到叶片褪绿病斑、荚果畸形，以及在坏死叶片中存在分生孢子（conidia）、分生孢子梗（conidiophores）和卵孢子（oospores）。两个年份的选定分离物均表现出典型的H. camelinae形态特征，其致病性在亚麻荠幼苗上得到确认。基于ITS（internal transcribed spacer）、LSU（large ribosomal subunit）和COX-2（mitochondrial cytochrome c oxidase subunit II）序列的多位点分子鉴定和系统发育分析，证实了H. camelinae在Hyaloperonospora属内的分类地位以及塞尔维亚分离物的鉴定结果。受感染植株所产种子的发芽率为74.2%（对照组为90%），对后代植株的传播率高达31.13%，证实了其流行病学重要性。研究记录了H. camelinae在亚麻荠组织内的不均匀分布，无论是否可见症状和产孢，植株顶端部位的检出率最高；而茎部即使可见症状和产孢，也被证明不适合作为检测样本，检出率和可靠性均较低。田间条件下的病害动态提示了初侵染和两次再侵染的潜育期与产孢时间点，为综合病害管理计划中的病害监测提供了工具。
研究背景与问题
亚麻荠（Camelina sativa）作为可持续生物燃料和动物饲料来源而重新受到关注，其种子含油量超过35%，具有独特的工业与营养用途。尽管亚麻荠通常被认为很少感染病害，但霜霉病（downy mildew）在其种植区是最具经济重要性的病害之一。Hyaloperonospora属是霜霉科（Peronosporaceae）中第三大卵菌属，包含100多种可侵染多种栽培作物的物种。Hyaloperonospora camelinae最初依据形态特征被描述为Peronospora camelinae，后经分子系统发育分析被重新归类至Hyaloperonospora属。该病原已在多个国家报道，但许多流行病学方面仍需深入研究。在塞尔维亚，此前仅有一份简短报告提及H. camelinae的存在，缺乏病原表征、致病性确认和流行病学调查。研究人员据此提出假设：H. camelinae在塞尔维亚发生并显著影响亚麻荠生产，并围绕病原鉴定、系统发育定位、种传特性、组织内分布规律及田间流行动态五个目标开展研究。
研究内容与结论
研究人员在2023年和2024年从塞尔维亚Rimski ?an?evi地区采集了30份具典型症状的亚麻荠品种‘NS Zlatna’植株样本，通过形态学观察、致病性测定、多基因序列分析、种子传播试验、组织分布检测及田间周际监测，首次对塞尔维亚亚麻荠霜霉病病原H. camelinae进行了全面表征。研究证实了该病原的致病性，明确了其分类地位，揭示了种子传播率达31.13%的流行病学意义，发现了病原在植株内的不均匀分布规律及其对检测可靠性的影响，并首次在自然田间条件下追踪了初侵染和两次再侵染的潜育期与产孢动态。这些发现对亚麻荠霜霉病的早期检测、监测和综合防治具有重要意义。
主要关键技术方法
研究人员从塞尔维亚Rimski ?an?evi地区（南巴奇卡州，GPS 45.334470° N, 19.835624° E）采集了30份具症状的亚麻荠植株样本（2023年19份，2024年11份）。采用CTAB法提取DNA，利用特异性引物HC-L/HC-R及ITS4/DC6扩增ITS区域，LROR/LR5扩增LSU，COX-2-F/COX-2-RC4扩增线粒体COX-2基因，并通过BLAST比对和基于最大似然法的多基因联合系统发育分析（MEGA X软件，Kimura双参数模型，1000次自展检验）确认病原身份。种子传播试验以1000粒种子分10个重复进行温室播种评估。组织分布研究将症状植株和无症状植株分为多个部位亚样本，采用二项广义线性模型进行统计分析。田间动态研究每周采集100株植株，以分组检测和最大似然估计法估算感染率。
研究结果
田间症状表现：两个研究年份的症状相似，播种约四周后（BBCH 10–14）出现叶片褪绿病斑，随后叶背和茎部产生大量白色孢子，后期出现茎弯曲和荚果产孢。部分植株严重矮化并迅速腐烂，田间植株密度降低，开花期（BBCH 65）感染植株比例为30–40%（35.67 ± 4.08%）。
致病性确认：接种后4天出现褪绿斑点，15天后接种植株部分矮化、褪绿，叶背和茎下部出现白色菌丝，确认了H. camelinae的致病性，对照植株无任何症状。
形态特征：所有分离物形态一致，孢子囊梗呈单轴至二叉分枝，孢子囊无色、卵形至椭圆形，大小为22–27 × 14–20 μm（平均23.15 ± 2.38 × 18.20 ± 2.43 μm，n = 30）；老化坏死叶片中观察到深褐色卵孢子，直径37.5–50.25 μm（平均45 ± 4.08 μm，n = 30）。
分子鉴定与系统发育：五个分离物的ITS片段约700–1100 bp、LSU约1100 bp、COX-2约500 bp，BLAST分析显示与GenBank中H. camelinae参考序列一致性达99–100%。COX-2基因此前无H. camelinae序列，塞尔维亚序列为首次提交。基于ITS、LSU和COX-2的联合系统发育分析（2691个核苷酸位点，其中813个为简约信息位点）以100%自展支持率将塞尔维亚分离物与H. camelinae参考序列聚类，与其他近缘种明确区分。
种子传播：从田间症状植株采集的种子发芽率为74.2%（1000粒中742粒发芽），健康对照种子发芽率为90%。742粒发芽种子中，511株产生健康植株，231株产生症状植株，种子传播率为31.13%。所有症状幼苗均经特异性引物PCR确认病原存在，健康及对照幼苗均无阳性反应。
病原在植株内的分布：病原在症状植株的所有亚样本中均被检出，但检出频率不同；无症状植株仅在顶端组织和上部侧枝有个别阳性检出。症状植株内症状组织与无症状组织的检出频率差异显著（二项GLM，estimate = 1.025，SE = 0.462，z = 2.218，95% CI = [0.119, 1.931]，p = 0.027）。顶端组织和上部侧枝（可见症状）检出率最高（两个实验的所有样本均检出）；上部侧枝无症状组织的检出率也较高（4/5和4/5）；中央侧枝无症状组织检出率较低（3/5和2/5）。茎部组织检出率显著偏低，无论是否可见症状，中央茎（有症状和无症状均为1/5）和基部茎（两种情况均为1/5）的检出率均低且相似。无症状植株与症状植株的检出频率差异极显著（二项GLM，estimate = 2.612，SE = 0.641，z = 4.077，95% CI = [1.357, 3.868]，p < 0.001）。
田间流行动态：采样第一周无阳性PCR检出，尽管田间已观察到个别症状植株；第二周出现少量阳性，提示首批可检出的种传感染；第三周无阳性检出，可能因随机采样策略和症状幼苗的快速猝倒；第四周阳性数显著增加（5个阳性），可能与后续再侵染潜育期结束及降雨事件创造有利条件有关；第六周出现下一个峰值，推测与进一步再侵染一致；第七周在25 L/m2强降雨后，田间更多植株退化，阳性样本减少。试验田最终病害发生率估计为35%。
讨论与结论
本研究是塞尔维亚首次对H. camelinae引起的亚麻荠霜霉病进行分子、系统发育、流行病学和种传特性的全面表征。形态特征与先前描述一致，卵孢子在老化坏死叶片中的存在提示病原可在病残体中越冬，与带菌种子共同构成下一生长季的初侵染源，强调了轮作和清除病残体的必要性。种子传播率31.13%虽显著低于此前报道的96%（后者评估时间更晚，可能包含大量再侵染），但两项研究均证实了种子在病害流行中作为初侵染源的作用。病原在植株内分布不均匀，顶端部位无论是否可见症状均具有最高检出率，茎部则不适合作为检测样本；对无症状植株顶端组织的随机采样可检测到潜育感染，可用于早期检测以确定化学防治启动时机。田间纵向监测首次在自然条件下呈现了初侵染和两次再侵染的潜育期与产孢动态，降雨和高温环境促进了病害发展。研究结论指出，采样策略、检测局限性和病原在病株内的不均匀分布应纳入早期病害检测的考量；塞尔维亚亚麻荠田间感染动态及初侵染和多次再侵染的存在要求持续监测和综合病害管理，包括种子健康检测、残体管理和及时的真菌剂施用，这些对于控制塞尔维亚亚麻荠生产中的霜霉病至关重要。
