《Tropical Plant Pathology》：Diversity of Fusarium associated with banana wilt in eastern Democratic Republic of Congo
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香蕉枯萎病（Fusarium wilt of banana, FWB）是全球重要的农业威胁，传统认为由古巴专化型尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc）不同生理小种引起。现行分类体系倾向于将Foc各小种划分为独
香蕉枯萎病（Fusarium wilt of banana, FWB）是全球重要的农业威胁，传统认为由古巴专化型尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc）不同生理小种引起。现行分类体系倾向于将Foc各小种划分为独立物种。除尖孢镰刀菌种复合群（Fusarium oxysporum species complex, FOSC）外，藤仓镰刀菌种复合群（Fusarium fujikuroi species complex, FFSC）中少数物种也有香蕉上报道。刚果民主共和国（Democratic Republic of Congo, D.R.C.）东部北基伍省（North Kivu）与南基伍省（South Kivu）均有FWB发生。本研究旨在通过形态学、系统发育及致病性特征鉴定，评估当地FWB相关镰刀菌的种类多样性。研究人员从表现维管束组织侵染症状的香蕉假茎中分离获得70株镰刀菌，分别在低营养合成琼脂（synthetic low-nutrient agar, SNA）、马铃薯葡萄糖琼脂（potato dextrose agar, PDA）及石竹叶片琼脂（carnation leaf agar, CLA）上进行形态学鉴定；于温室条件下选用大蜜舍（Gros Michel）和卡文迪什（Cavendish）香蕉品种进行致病力测定；基于部分翻译延伸因子1-α（translation elongation factor 1-alpha, TEF-1α）及RNA聚合酶II第二大亚基（second-largest subunit of RNA polymerase II, RPB2）基因序列进行分子系统发育推断，部分菌株加测钙调蛋白（calmodulin, CAL）及β-微管蛋白（beta-tubulin, TUB）基因区域以确证物种身份。70株镰刀菌中，31株归属FOSC，含28株鉴定为迟厚垣孢子镰刀菌（Fusarium tardichlamydosporum，原归为Foc Race 1）及1株（F141）为双隔镰刀菌（Fusarium duoseptatum，原亦属Foc Race 1）；另2株FOSC菌株（F93、F146）形成区别于新界定Foc物种的独立分支。未检出F. odoratissimum（Foc Tropical Race 4, TR4）。35株归为FFSC成员——琼·弗里曼镰刀菌（Fusarium joanfreemaniae）；此外还检出Fusarium solani、Fusarium andiyazi及Fusarium incarnatum。F. tardichlamydosporum与F. duoseptatum在各测试条件下均可诱导典型枯萎症状，而F. joanfreemaniae仅在根系受胁迫或机械损伤条件下方可在大蜜舍和卡文迪什香蕉上引发轻微症状，表明其为弱致病或机会性致病菌。本研究揭示当地FWB为由多物种构成的病害复合体，对抗病品种选育及病害综合治理有重要启示。
论文解读：《Diversity of Fusarium associated with banana wilt in eastern Democratic Republic of Congo》（刚果民主共和国东部香蕉枯萎病相关镰刀菌种类多样性）》，发表于《Tropical Plant Pathology》。
研究背景与立项依据：
香蕉与大蕉（Musa spp.）是热带亚热带地区重要经济作物及主食，中非地区消费量居全球前列。香蕉枯萎病（FWB，又称巴拿马病 Panama disease）由土壤习居真菌古巴专化型尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc）引起，历史上分为Race 1（侵染Gros Michel等AAA、AAB组）、Race 2（侵染ABB组Bluggoe）和Race 4（含 subtropical Race 4, SR4及热带Race 4, TR4=F. odoratissimum）。近年基于多基因系统发育研究，Foc各Race被重新划分为独立物种，如原Race 1包含F. tardichlamydosporum、F. duoseptatum、F. purpurascens等，Race 2对应F. cugenangense，TR4对应F. odoratissimum。除FOSC外，FFSC中部分种（如F. proliferatum、F. sacchari、F. joanfreemaniae等）亦有香蕉上报道，可呈内生、腐生或机会性致病。刚果民主共和国东部（南北基伍省）是重要香蕉产区，此前仅知存在Foc Race 1和Race 2，缺乏系统的种类多样性、分子鉴定及致病性评估，且未明确TR4是否传入。厘清当地镰刀菌种类组成对预警TR4入侵、指导抗病育种及防控至关重要，因此研究人员开展了此项综合研究。
主要关键技术方法：
研究人员于2019年5–6月在刚果民主共和国东部南基伍省（Kabare、Walungu、Kalehe、Idjwi）与北基伍省（Masisi、Rutshuru）香蕉种植区采集表现典型FWB症状植株的褐变维管束组织（n=151份），从中分离获得70株镰刀菌单孢菌株；采用形态学观察（SNA、PDA、CLA培养基菌落色泽、产孢结构、厚垣孢子有无）；基于TEF-1α与RPB2基因PCR扩增测序构建最大似然（Maximum Likelihood, ML）系统发育树（以F. dimerum为外群），部分菌株加测CAL与TUB确认物种；致病性测定选用Gros Michel（AAA）与Cavendish cv. 902（AAA）组培苗，设根修剪浸泡接种与土施灌根两种方法，设4次重复，6周后按叶黄萎指数（Leaf Symptom Index, LSI）与 rhizome褐变指数（Rhizome Discoloration Index, RDI）评估，并进行再分离确证。
研究结果：
Fusarium wilt distribution and sampling
FWB在南北基伍省各调查区均有发生，70株镰刀菌均分离自表现典型外部黄化萎蔫与内部维管束褐变的植株，受害品种包括Gros Michel（AAA）、当地AAA及AAB栽培种甚至一般认为抗Race 1/2的东非高原香蕉（East African Highland Banana, EAHB, Matooke）。
Morphological characterization
所有分离物具镰刀菌典型形态：SNA/CLA上可见3–6隔镰刀形大分生孢子（macroconidia）及卵圆至肾形无隔或单隔小分生孢子（microconidia），部分菌株产球形厚垣孢子（chlamydospores）；PDA上菌落正面白色至粉白，背面中央呈紫、淡黄、粉红或紫色，菌丝棉絮状至丝状，未见Race 4特征性气味。
Phylogenetic analysis
基于TEF-1α+RPB2联合序列ML分析：31株归入FOSC——28株与F. tardichlamydosporum参考序列聚为一支，1株（F141）与F. duoseptatum聚支，2株（F93、F146）形成独立于已知Foc物种的新分支，未检测到F. odoratissimum（TR4）。35株与F. joanfreemaniae参考序列聚于FFSC，其RPB2基因存在8个核苷酸变异并分为两个亚支，CAL与TUB无变异。其余4株分别为F. solani（2株）、F. andiyazi（1株）、F. incarnatum（1株）。优势种F. tardichlamydosporum与F. joanfreemaniae在各调查点均有分布。
Pathogenicity test
F. tardichlamydosporum与F. duoseptatum菌株不论接种方式均可侵染Gros Michel并致典型维管束褐变与萎蔫，确认为Foc Race 1；F. joanfreemaniae仅在根机械损伤（根修剪浸泡）条件下于Gros Michel和Cavendish上引致轻微黄化与有限维管束变色，LSI与RDI显著低于Foc Race 1；F. solani、F. andiyazi、F. incarnatum无论是否伤根均不引致症状。
讨论与结论（总结自Discussion & Conclusion）：
本研究证实刚果民主共和国东部香蕉枯萎病主要由F. tardichlamydosporum（原Foc Race 1 pro parte）引起，为当地优势病原，同时首次在该地区报道F. joanfreemaniae（FFSC）与香蕉枯萎症状相关联，但其仅能在根损伤条件下致轻微症状，判定为弱/机会性病原菌而非原发病原。两株FOSC菌株（F93、F146）形成未描述分支，可能为潜在新分类单元。未检出TR4（F. odoratissimum），鉴于其在东非及印度洋岛国有记录，需持续监测。先前东非大湖地区报道的部分"F. sacchari"经系统发育重鉴定为F. joanfreemaniae。研究表明当地FWB为多物种病害复合体（multi-species disease complex），对以单一抗性品种为主的防控策略提出挑战，未来需关注SIX效应蛋白基因在Foc及FFSC机会致病菌中的水平转移与功能，以及根际损伤昆虫（如香蕉黑象甲 Cosmopolites sordidus）对机会致病菌定殖的影响。综上，香蕉枯萎病在刚果民主共和国东部南、北基伍省主要由F. tardichlamydosporum（FOSC, 原Foc Race 1）引起；F. joanfreemaniae（FFSC）广泛存在但为弱机会性病原菌；两株未定名FOSC菌株可能代表新分类单元；未检测到F. odoratissimum（TR4）；该病害应视为多物种复合侵染与定殖过程。
