鲍宁菇（Ganoderma boninense）分离株的致病性变异及其对油棕幼苗生长和生理反应的影响

《Ecological Genetics and Genomics》：Pathogenic variability of Ganoderma boninense isolates and its impact on growth and physiological responses in oil palm seedlings

　　拉赫玛德·萨普特拉（Rachmad Saputra）| 安妮·维迪阿斯图蒂（Ani Widiastuti）| 阿里夫·维博沃（Arif Wibowo）| 阿赫玛迪·普里亚特莫乔（Achmadi Priyatmojo）

印度尼西亚日惹布尔阿克苏穆尔（Bulaksumur）加贾马达大学（Universitas Gadjah Mada）农业学院农业科学博士项目，邮编55281

**摘要**
**Ganoderma boninense** 是东南亚油棕种植园中最严重的疾病——基部茎腐病的致病菌，尤其在印度尼西亚。了解不同 **G. boninense** 分离株之间的毒力差异对于改进疾病控制方法和抗性筛选策略至关重要。本研究对来自印度尼西亚苏门答腊省多个地区的 **G. boninense** 分离株进行了特性分析，并评估了它们对油棕幼苗生长和生理的影响。在受控条件下，使用人工接种方法对11个分离株进行了评估。通过症状发展、感染率、疾病严重程度指数（DSI）、累积病害发生指数（AUDPC）以及植物生长和生理参数来评估病情进展。多基因位点系统发育分析（ITS和RPB2）证实所有分离株都与 **G. boninense** 有密切关系，但它们之间存在可检测的遗传变异。分离株之间的毒力存在显著差异（p < 0.05）。其中，GLLS-N002A和GSUS-003分离株被认定为具有中等至高攻击性，表现出更早的症状出现、更高的DSI和AUDPC值以及更快的病情进展。**G. boninense** 的感染显著降低了植物生长并改变了其生理反应，特别是气孔导度（gs）和蒸腾效率（E）。主成分分析和相关性分析发现毒力、幼苗生长和生理反应之间存在强烈的关联。更具攻击性的 **G. boninense** 分离株（DSI、AUDPC和IR值较高，r = 0.75–0.84，p < 0.05）与幼苗生长和光合作用的降低有关，包括净光合速率（PN）、气孔导度（gs）、蒸腾效率（E）和水分利用效率（iWUE、iCE）的下降（r = ?0.45至?0.78，p < 0.05）。这些发现证实了苏门答腊地区 **G. boninense** 分离株的毒力多样性，并强调需要结合病原性分析和生理反应来进行早期检测和有效的油棕病害管理。

**引言**
**Ganoderma boninense** 是导致油棕树基部茎腐病（BSR）的重要真菌病原体，尤其在东南亚地区（包括印度尼西亚和马来西亚）。该疾病对油棕种植园的可持续性构成严重威胁，导致重大经济损失。与 **Ganoderma** 相关的疾病也对全球多种重要多年生木本植物的生产力和经济可持续性构成日益增长的威胁。先前的研究表明，**Ganoderma** 会导致椰子、腰果、金合欢和橡胶等作物以及多种木本植物的茎部、基部或根部腐病[1][2][3][4][5][6][7]。最近的一项研究报道了土耳其榛树（Corylus avellana）中首次发生的 **Ganoderma** 基部腐病，其中确定 **Ganoderma adspersum** 为致病菌，这突显了该病原体群体的宿主范围扩大及其经济重要性[8]。BSR是印度尼西亚和马来西亚油棕种植园最具破坏性的疾病，导致产量显著减少和树木寿命缩短[9][10][11]。根据以往的研究，除了 **G. boninense** 外，**G. zonatum** 和 **G. miniatotinctum** 也被报道为马来西亚油棕基部茎腐病的致病菌，其中 **G. boninense** 被认为是最具攻击性的病原体[12]；而**G. zonatum** 也被确认为哥伦比亚油棕基部茎腐病的致病菌[13]。该病原体会导致显著的经济损失和产量下降，因为受感染植物的寿命缩短。在印度尼西亚，油棕种植园中的感染率可达20-30%[14][15]；在马来西亚，近60%的种植区受到影响，年经济损失估计约为5亿美元[9]。印度尼西亚的 **G. boninense** 种群具有高度遗传多样性和基因流，表明其流行病学复杂且管理难度大[16][17]。该病原体在马来西亚、巴布亚新几内亚和所罗门群岛也很普遍，这些地区的分离株具有显著的遗传相似性，表明存在基因交换和共同的感染源[9][17]。在印度尼西亚和其他亚洲地区的油棕种植园中，**G. boninense** 的感染表现为一系列特征性症状，主要影响基部茎和根组织。受感染的棕榈树通常会出现叶片黄化和褪绿现象，表明生理健康状况下降；存在三个以上未开放的花序是感染的早期预警信号。在某些条件下，**Ganoderma** 的子实体可能在树干或棕榈基部形成，作为明确的诊断指标。随着病情的发展，基部茎部开始腐烂，在晚期阶段，由于茎部结构严重弱化，受感染的棕榈树可能会倒塌[18][19]。

**多种因素影响** **G. boninense** 的毒力，包括遗传变异、环境条件和宿主-病原体相互作用。病原体能够进行杂交并产生重组基因型，从而产生丰富的遗传多样性，直接影响其毒力、适应性和流行病学行为[16][20]。因此，**G. boninense** 的毒力在不同分离株和不同地区之间存在显著差异。感染过程涉及复杂的分子和转录反应，使真菌能够逃避宿主防御机制并降解植物细胞壁成分，从而实现成功定殖[21][22]。因此，了解 **G. boninense** 的遗传多样性和毒力机制对于制定有效的、可持续的疾病管理策略至关重要。种群间的高度基因流和遗传变异表明，区域适应性和新基因变异的出现对病原体的流行病学具有重要影响[10][16][20]。先前的研究表明，**G. boninense** 分离株表现出广泛的遗传和表型变异，导致毒力范围从高度攻击性到相对温和不等。这些差异受种群结构、繁殖策略和局部环境适应性的影响，从而造成不同地区的基部茎腐病（BSR）发生率和严重程度存在差异。实验室和温室条件下的接种试验证实了多种致病反应：一些分离株会导致幼苗快速死亡和严重生长抑制，而另一些则仅引起轻微或延迟的症状。标准的疾病评估方法（包括疾病发生率、症状评分和累积病害发生曲线下面积（AUDPC）被广泛用于量化这些差异，并强调了评估来自不同地理来源的多个分离株的必要性。此外，毒力的差异还体现在宿主生理反应上，如光合作用速率、叶绿素含量和水分利用效率的降低，这些可能作为感染的早期指标和抗性评估的潜在指标[23][24]。因此，由于其高毒力和广泛的遗传多样性，**G. boninense** 对油棕栽培构成严重且持续的威胁。区域研究一致强调了病原体毒力变异性以及遗传因素在决定疾病动态中的重要性。因此，有效的BSR管理策略必须整合对病原体多样性、毒力变异和宿主生理反应的理解。关于苏门答腊地区 **G. boninense** 分离株毒力变异性的信息对于深入了解病原体的流行病学和支持抗性栽培材料的开发特别有价值。

**部分节选**
**真菌菌株收集和培养准备**
**Ganoderma boninense** 分离株是从印度尼西亚苏门答腊岛七个省份的小农油棕种植园中收集的子实体中获得的（表1）。子实体的采集方法是使用刀具从油棕茎的基部、中部或顶部取下，并放入塑料夹中，然后送至植物疾病实验室进行特征分析。子实体被清洗后切割成约1厘米长。

****Ganoderma boninense** 的分子特征分析**
基于ITS和RPB2数据集的最大似然法（1000次自助法）进行的系统发育分析生成了清晰的**Ganoderma** 树状图（图1）。结果显示，本研究中的所有分离株都聚集在同一分支内，与 **Ganoderma boninense** 相符。ITS和RPB2数据集的成对距离分析进一步证实了所有分离株之间存在可测量的序列变异。

**结论**
本研究证明，来自印度尼西亚苏门答腊不同地区的11个 **Ganoderma** 分离株基于多基因位点（ITS和RPB2）分析与 **G. boninense** 有密切关系，且分离株间存在可检测的遗传变异。这些分离株表现出不同的毒力水平，其中GLLS-N002A和GSUS-003被认定为具有中等至高攻击性，表现出更早的症状出现、更高的疾病严重程度和更快的病情进展。**G. boninense** 的感染显著降低了植物生长。

**作者贡献声明**
阿里夫·维博沃（Arif Wibowo）：撰写——审稿与编辑、可视化、验证、监督、方法论、正式分析、数据管理、概念化。
阿赫玛迪·普里亚特莫乔（Achmadi Priyatmojo）：撰写——审稿与编辑、可视化、验证、监督、方法论、正式分析、数据管理、概念化。
拉赫玛德·萨普特拉（Rachmad Saputra）：撰写——审稿与编辑、初稿撰写、验证、资源提供、方法论、调查、正式分析、数据管理、概念化。

**伦理声明**
由于本手稿不涉及人类或动物的研究，也不包含脆弱人群，因此不需要伦理声明。

**利益冲突声明**
作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。

**写作过程中使用的人工智能技术声明**
在撰写本文过程中，作者使用了ChatGPT（OpenAI）来提高语言表达和可读性。使用该工具后，作者对内容进行了必要的审查和编辑，并对已发表文章的内容负全责。

**资金支持**
本研究由印度尼西亚教育奖学金（编号：011318/PPAPT.1.2/BPI.06/02/2025）、印度尼西亚高等教育、科学与技术部高等教育资助与评估中心以及印度尼西亚教育基金会资助。

**致谢**
作者感谢印度尼西亚教育奖学金、印度尼西亚高等教育、科学与技术部高等教育资助与评估中心以及印度尼西亚教育基金会为这项研究提供的奖学金和资金支持。