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我所与中国农业大学合作全面解析两种绿肥作物内生真菌多样性

发布时间:2023年01月15日 08:55  浏览次数:407

近日,真菌学领域著名期刊Mycosphere(JCR 1区,中科院1区,IF=16.525)在线发表了研究论文“Endophytic fungi in green manure crops; friends or foe?”,该论文全面分析了绿肥作物——紫云英和苕子的内生真菌多样性,同时预测和注释绿肥作物内生真菌的潜在生态功能,为绿肥作物的应用潜力挖掘和病害预警提供理论支撑。

绿肥作物的栽培利用在我国具有悠久的历史,可有效增辟肥源、改良土壤。但是,绿肥作物大多以与主作物轮作或间套作的保护性耕作的模式种植,在绿肥作物生长期内基本不采取病害防控措施,长期以来对其病害及际围微生物多样性所知甚少。该研究在中国广西、河南、福建和贵州四个省份采集无发病症状的紫云英和苕子的根、茎、叶、花和果实样本。一方面,利用传统真菌组织分离、培养手段获得真菌菌株,结合真菌表型及分子生物学手段对其进行种属鉴定。通过分离培养共计获得517株真菌,均属于子囊菌门(Ascomycota)。其中381株菌株属于镰孢菌属(Fusarium),为优势属;进一步将其中370株归属为7个复合种和1个分支种。其他136株菌株属于10个科(Family)、14个属(Genus),包括23个已知种和7个新种。另一方面,采用高通量测序手段对样本进行真菌群落结构多样性分析,深入解析了绿肥作物内生真菌多样性。通过高通量测序手段共计获得178个OTU,经过物种注释,共计属于5个门(Phylum)、21个纲(Class)、48个目(Order),66个科(Family)和74个属(Genus)。其中,相对丰度最高的真菌种为Alternaria alternata。经过高通量测序获得的物种中绝大部分没有被分离培养获得。在此基础上,通过文献查阅及相关数据库对分离培养及高通量测序获得的真菌物种进行功能注释,结果显示,紫云英、苕子中蕴藏着大量的未被开发的真菌菌群,具有很大的应用潜力。同时这些真菌菌株中也包含很多对绿肥及主作物的潜在致病菌,在绿肥的应用中应予以关注和预警。

该研究究首次对绿肥作物紫云英和苕子的内生真菌多样性及生态功能进行全面分析,丰富了人们对绿肥作物内生真菌多样性的认知,为其高效利用奠定了基础。

图1-本研究中的样本采集情况,金字塔柱状图代表可分离真菌在不同省份和宿主中分布

图2-部分新种的形态学特征

我所与中国农业大学与及泰国皇太后大学联合培养博士生Abeywickrama PD、中国农业大学植物保护学院在读博士生钱宁、仲恺农业工程学院副教授Jayawardena RS、我所李永华助理研究员为共同第一作者。中国农业大学赵文生教授为本文通讯作者。我所张玮副研究员、燕继晔研究员、李兴红研究员、中国农业大学植物保护学院毕业研究生郭凯、张璐,张国珍教授、郭泽建教授、彭友良教授和泰国皇太后大学Kyde KD教授参加了该研究。该研究受到国家绿肥产业技术体系(CARS-22-G-19)和泰国国家研究委员会(NRCT)(N42A650547)资助。

全文链接:(https://mycosphere.org);(Doi 10.5943/mycosphere/14/1/1).


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