与石榴树溃疡病和枯萎病相关的Paecilomyces lecythidis：致病性、菌株侵袭性及品种特异性反应

《Physiological and Molecular Plant Pathology》：Paecilomyces lecythidis Associated with Canker and Dieback in Pomegranate Trees: Pathogenicity, Isolate Aggressiveness, and Cultivar-Specific Responses

　　

作者：Pouria Sekandarpour, Hamed Negahban, Reza Mostowfizadeh-Ghalamfarsa 所属机构：伊朗设拉子大学农业学院植物保护系，邮编7144113131

摘要

在包括伊朗在内的多个关键地区，溃疡病和枯萎病已成为石榴（Punica granatum L.）生产的主要限制因素。属于Paecilomyces属的子囊菌越来越多地与果树、林木和观赏树木的枝干疾病有关，但它们在石榴溃疡病和枯萎病中的作用尚未明确。本研究首次提供了综合证据，证明P. lecythidis是伊朗法尔斯省石榴溃疡病和枯萎病的致病菌。通过广泛的野外调查、形态学特征分析以及多基因位点系统发育分析（ITS、tub2），确认了从患病的枝干和树干中分离出的P. lecythidis菌株的身份。热生长试验显示，该菌的菌丝生长最适温度约为26°C，这与伊朗南部石榴种植区的温度条件非常吻合。对离体枝条和一年生幼苗进行的致病性测试符合科赫法则，证实P. lecythidis是一种能够侵入木材的石榴病原体。多变量分析显示，不同菌株之间的致病性存在显著差异，可将菌株分为四个侵袭性等级，其中菌株A4-43的侵袭性最强。对商业重要品种的敏感性测试表明，各品种之间存在统计学上的显著差异，这些品种可分为三个敏感性等级，其中‘Shirin-e-Shahvar’属于易感品种，而‘Atabaki’、‘Bihaste Ravar’和‘Wonderful’则属于较不易感品种。数据的多变量结构表明，品种的敏感性受内部症状强度和症状发展时间动态的共同影响。确认的致病性、广泛的菌株感染能力以及P. lecythidis的广泛分布，凸显了它对石榴生产的潜在威胁，强调了需要采取综合管理策略，包括果园卫生管理、伤口保护、减少胁迫以及种植抗性更强的品种。

引言

溃疡病和枯萎病是木质多年生作物最具破坏性的病害之一，会导致长期产量损失、结构逐渐衰退，最终可能导致果园被废弃[1]、[2]。在石榴（Punica granatum L.）种植区，这些病害已成为主要限制因素，受感染的树木通常会出现树皮溃疡、内部木材变色、枝条枯萎、生长受阻、叶片黄化坏死以及整体活力和生产力下降[3]、[4]、[5]。越来越多的证据表明，木质植物的溃疡病和枯萎病并非由单一病原体引起，而是由多种病原体共同作用导致的复杂综合征，这会危及商业果园的长期可持续性[6]。

已有大量研究表明，多种真菌类群与石榴的溃疡病和枯萎病有关，尤其是Ascomycota门真菌。在伊朗，涉及的真菌包括Aspergillaceae科[7]；在伊朗、意大利、中国、希腊和美国，还有Bionectriaceae科[3]、[8]、[9]、Botryosphaeriaceae科[3]、[4]、[5]、[10]、[11]、[12]、[13]、[14]、[15]、[16]、[17]；在美国还有Cytosporaceae科[17]；在意大利和中国还有Diaporthaceae科[4]、[5]、[18]；在澳大利亚、伊朗和南非还有Diatrypaceae科[3]、[19]、[20]；在伊朗还有Didymellaceae和Didymosphaeriaceae科[3]、[21]；在意大利还有Nectriaceae、Ophiostomataceae和Pestalotiopsidaceae科[5]；在伊朗和南非还有Togniniaceae科[3]、[22]、[23]。

石榴种植面积的全球扩张得益于人们对功能性食品需求的增加、具有优良感官特性的品种的推出，以及该物种对多种土壤气候条件的广泛适应性[24]、[25]。石榴原产于伊朗及其周边地区，具有丰富的遗传多样性，目前在全球北半球广泛种植，包括中东、俄罗斯、乌兹别克斯坦、土耳其、中国、希腊、塞浦路斯、意大利、西班牙、法国、摩洛哥、突尼斯和美国加利福尼亚[16]。伊朗是主要的石榴生产国，2022年的产量为110万吨，约占全球总产量的五分之一[26]。尽管石榴被认为能够适应干旱和半干旱条件、低土壤肥力和长期干旱[16]，但在多个主要生产区，枝干和树干疾病的报告却有所增加[4]、[5]、[8]、[9]、[21]。同时，中东地区气温上升和降水模式改变加剧了非生物胁迫，可能使树木更容易感染疾病[27]。气候变化、寄主生理状态和枝干疾病之间的相互作用日益被认为是影响病原体动态、寄主敏感性和果树衰退的关键因素[28]。

在伊朗主要石榴生产区法尔斯省进行的最近调查中，从表现出溃疡病、枯萎病和内部木材变色的树木中持续分离出类似Paecilomyces的菌株。已有研究表明，Paecilomyces属菌株是果树、林木和观赏树木溃疡病和枯萎病的重要致病菌[7]、[29]、[30]、[31]、[32]、[33]。尽管有这些新发现，但尚未系统研究与商业重要石榴果园相关的Paecilomyces物种。因此，本研究旨在通过以下方式填补这一知识空白：(1)利用形态学和多基因位点系统发育分析确定从患病石榴树中分离出的类似Paecilomyces菌株的分类学身份和分布；(2)分析它们的热生长特性；(3)评估所有分离株的致病性和侵袭性；(4)评估商业重要石榴品种的感染敏感性。

章节片段

采样和真菌分离

2025年，在伊朗法尔斯省的四个地理区域（Arsanjan、Bajgah、Seydan和Shiraz）的石榴果园进行了野外调查，共检查了12个果园和47株患病树木。采样部位包括树干、成熟枝条和一年生枝条，这些部位表现出典型的外部溃疡症状，如凹陷病灶和树皮开裂，以及枯萎和内部木材变色。为了评估内部症状的发展情况，...

病害症状和真菌菌株分布

2025年在法尔斯省的Arsanjan、Bajgah、Seydan和Shiraz地区的石榴果园进行的野外调查显示，不同年龄的树木普遍受到溃疡病的影响。主要症状包括木质组织上的溃疡形成、枝条枯萎、内部木材变色以及树木逐渐衰退。症状严重程度通常在较老的树木和管理不善的果园中更为明显。

讨论

本研究基于广泛的野外调查、形态学分析、多基因位点系统发育、热生物学研究和多尺度致病性测试，提供了综合证据，证明Paecilomyces lecythidis是伊朗法尔斯省石榴溃疡病和枯萎病的致病菌。此前关于与开心果和其他木质植物枯萎病相关的Paecilomyces属的研究曾在克尔曼省、亚兹德省和霍拉桑-拉扎维省发现P. lecythidis，但其在石榴上的致病作用尚未得到明确。

作者贡献声明

Reza Mostowfizadeh-Ghalamfarsa：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、项目监督、资源协调、概念构思。 Pouria Sekandarpour：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、调查、数据分析、数据整理。 Hamed Negahban：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、验证、方法设计、数据分析。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性

声明

我们未报告涉及活体脊椎动物（或高等无脊椎动物）、人类或人类样本的实验。所有从石榴果园采集的植物样本均获得了果园所有者的许可。

资金来源

本研究得到了伊朗国家科学基金会（INSF）在项目编号4047099下的资助。

利益冲突声明

作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。