近日,北京農學院王維香教授團隊與北京市農林科學院趙久然研究員團隊合作在Plant Biotechnology Journal期刊上發表題為“Maize Knows Friends or Foes? The Dark Side of Trichoderma asperellum as a Maize Ear Rot Pathogenic Fungus”的研究成果。北京農學院王維香教授、北京市農林科學院肖森林副研究員以及北京農學院碩士研究生闕凡為論文第一作者,北京市農林科學院趙久然研究員、王榮煥研究員、宋偉研究員和北京農學院王維香教授作為通訊作者。
王維香教授團隊歷經三年系統性的調查與研究,在6省(區、市)9個市縣廣泛采集了26份青綠色穗腐病果穗樣品。通過對這些樣品中的26個分離菌株進行細致的形態學鑒定,成功分離出23株木霉(Trichoderma spp.)和3株青霉(Penicillium spp.)。進一步運用先進的分子生物學技術對23株木霉菌進行鑒定,最終確定其中17株為哈茨木霉,6株為棘孢木霉。為了確保結果的準確性,團隊還進行了DNA測序及Blast序列比對分析,結果顯示棘孢木霉菌株的18S rDNA部分序列、ITS1 - 5.8S - ITS2全部序列和28S rDNA部分序列片段與NCBI網站上的棘孢木霉同源性極高,相似性均在99%以上,為棘孢木霉是致病真菌提供了有力的分子證據。
為了深入探究棘孢木霉的致病機制,團隊選取代表性棘孢木霉菌株Tr10進行全基因組測序,并重新組裝其基因組。經過不懈努力,成功揭示了該基因組的詳細信息:大小為37.53Mb,含有8條染色體及7244個編碼基因,GC含量為47.74%。與棘孢木霉參考基因組的平均核苷酸身份(ANI)達93.34,共線性區段占比92.98%,遠高于與哈茨木霉的同源性(共線性區段僅50.38%)。轉錄組學數據分析進一步表明,棘孢木霉侵染會重編程籽粒轉錄組表達,影響植物-病原互作、激素信號傳導等關鍵信號通路。
在實驗驗證環節,團隊通過果穗針刺注射法,將田間分離的6株棘孢木霉菌株接種到玉米果穗上,所有接種的果穗均引發了嚴重的穗腐病。
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棘孢木霉是一種全新的玉米穗腐病病原真菌
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