东北中国水稻纹枯病病原丝核菌（Rhizoctonia）中致病力分化与杀菌剂敏感性相关的真菌病毒组

《Biological Control》：Mycovirome associated with divergent pathogenicity and fungicide sensitivity of Rhizoctonia causing rice sheath blight in Northeast China

　　

研究人员对东北中国水稻纹枯病病原丝核菌（Rhizoctonia）开展了首次真菌病毒（mycovirus）系统调查，从39株立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）AG-1 IA与3株水稻丝核菌（Rhizoctonia oryzae-sativae）AG-Bb中鉴定出5种新型丝裂病毒（mitovirus）、1种新型双分病毒（partitivirus）及1种杆状病毒（barnavirus）。该研究首次将真菌病毒感染与水稻纹枯病病原对氟酰胺（flutolanil）、噻呋酰胺（thifluzamide）及戊菌隆（pencycuron）三种杀菌剂的敏感性联系起来。元转录组测序结合反转录聚合酶链反应（RT-PCR）验证显示，病毒感染菌株对氟酰胺的半数有效浓度（EC50）显著低于无病毒菌株（p<0.01），而致病力检测表明携带丝裂病毒的弱毒力菌株占比极高，其中JMS10（共感染RsMV132与RsPV21）预接种可使强毒力菌株X5所致病斑长度降低约80.7%，防效达53.21%。研究揭示真菌病毒可同时调控丝核菌致病力与杀菌剂敏感性，为水稻纹枯病的病毒-杀菌剂协同绿色治理提供了资源与机制依据。

研究背景与立项依据

水稻纹枯病主要由立枯丝核菌（Rhizoctonia solani）AG-1 IA引起，是威胁全球稻作产量与品质的重要土传病害，因缺乏抗病品种而难以防控。真菌病毒（mycovirus）普遍存在于真菌中，其中致弱病毒（hypovirus）可诱导宿主致病力下降，已被开发为环境友好型生防因子（如栗疫病菌致弱病毒CHV1、核盘菌SsHADV-1）。近年研究发现真菌感染可改变宿主对甲霜灵（metalaxyl）、苯醚甲环唑（difenoconazole）等杀菌剂的敏感性，但关于丝核菌真菌病毒与杀菌剂敏感性关联的系统研究尚属空白，且中国东北作为重要稻区，其丝核菌携带的真菌病毒多样性及功能从未被探查。为此，研究人员在《Biological Control》报道了东北中国水稻纹枯病丝核菌真菌病毒组及其与致病力、杀菌剂敏感性的关联。

主要关键技术方法

研究人员收集东北三省（黑龙江、吉林、辽宁）42株水稻纹核病菌（39株R. solani AG-1 IA、3株R. oryzae-sativae AG-Bb），经菌丝融合与核糖体DNA内转录间隔区（ITS）系统发育定种；采用 rRNA 消减的混池总 RNA 进行 Illumina NovaSeq 6000 元转录组测序，clean reads 经宿主基因组比对过滤后 de novo 组装，BLASTx 筛选真菌病毒序列；对近全长基因组用最大似然法（IQ-TREE）构建 RNA 依赖 RNA 聚合酶（RdRp）或外壳蛋白（CP）系统发育树；以 RT-PCR 特异性引物复核8种病毒在42株中的分布；离体 EC₅₀ 法测定氟酰胺、噻呋酰胺、戊菌隆敏感性；离体水稻叶片病斑分级评价致病力；盆载预接种-攻毒实验评估弱毒力菌株 JMS10 对强毒力 X5 的生防效力。

研究结果

3.1 元转录组获得的真菌病毒组

自42株混合 RNA 获得约17 Gb 原始数据，组装出67条真菌病毒 contig，归为 Mitoviridae（51）、Barnaviridae（5）、Partitiviridae（9）、Phlegiviridae（2）；经去冗得18条代表 contig，其中8条近全长基因组被选定深入解析，即 HzMV3-Rs3、RsMV125-Rs1、RsMV128-Rs1、RsMV131、RsMV132、RsMV133、RsPV21、RsBV1-Rs1。

3.2 丝裂病毒基因组与系统发育

6种丝裂病毒均含单一 RdRp 开放阅读框（ORF），保守基序含 GDD 三联体；RsMV131、RsMV132、RsMV133 与最近亲属氨基酸一致性低于70%，定为新种，其余3种为已知病毒近缘株；系统发育聚于 Duamitovirus 属。

3.3 双分病毒基因组与系统发育

RsPV21 由 segment 1（部分 RdRp，与 Hebeloma mesophaeum partitivirus 3 一致性82.90%）与 segment 2（完整 CP，一致性61.01%）组成，RdRp 与 CP 一致性均低于属内新种阈值，定为 Alphapartitivirus 属新种。

3.4 杆状病毒基因组与系统发育

RsBV1-Rs1 含4个 ORF（未知功能 ORF1、ORF2、RdRp ORF3、CP ORF4），RdRp 与 RsBV1 一致性96.19%，定为 RsBV1 新株系，聚于 Barnaviridae。

3.5 病毒在42株丝核菌中的分布

RT-PCR 显示34株带毒、8株无毒；RsMV128-Rs1 最广（17株），RsMV125-Rs1 仅1株；12株共感染2–4种病毒。

3.6 对三种杀菌剂敏感性变异

所有菌株对氟酰胺、噻呋酰胺高度敏感（平均 EC₅₀ 0.2911、0.0955 μg/mL）；带毒株氟酰胺 EC₅₀（0.2224±0.1631）显著低于无毒株（0.5834±0.3409，p<0.01）；噻呋酰胺无差异；戊菌隆对39株 R. solani 敏感，但3株 R. oryzae-sativae AG-Bb 表现抗性（EC₅₀ 8.24–10.24 μg/mL），带毒与无毒敏感株间无差异。

3.7 致病力分化

离体叶片评分将42株分为弱毒（21株）、中毒（15株）、强毒（6株）；21株弱毒全部带毒，20株含至少一种丝裂病毒；最弱毒 JMS10（病斑0.5%）共染 RsMV132+RsPV21，而仅有的另一株 RsMV132 单染 X18 亦为弱毒，提示 RsMV132 与致弱相关；8株无毒株中6株强毒。

3.8 弱毒株 JMS10 预接种效应

盆载预接种 JMS10 3天后攻毒 X5，病斑长 7.06±1.83 mm，显著低于 X5 单独接种（36.47±3.31 mm），病情指数由80.74降至37.78，防效53.21%。

讨论与结论翻译

讨论指出，此前丝核菌真菌病毒组仅见于中国南方与菲律宾，本研究首次描绘东北中国（黑龙江、吉林）AG-1 IA 与 AG-Bb 病原真菌病毒组，获67 contig 跨4科，8种近全长基因组中4种为新分类单元，彰显该区域病毒资源丰度。丝裂病毒为优势类群，RsMV132 与致病力衰减的关联、带毒株对氟酰胺高敏的现象，为“致弱病毒+减量杀菌剂”协同治理提供实证。JMS10 盆栽防效53.21% 证明天然带毒弱毒株可直接作为生防材料。

结论：研究人员证实东北中国水稻纹枯病丝核菌携带多样真菌病毒，其中新型丝裂病毒 RsMV132 等与致病力下降相关，真菌感染整体提升宿主对氟酰胺而非另两种杀菌剂的敏感性；弱毒株 JMS10 预接种具中等生防潜力。该真菌病毒组资源与表型关联框架，为丝核菌病害的病毒介导绿色防控及杀菌剂减量策略奠定了基础。