与无花果内部变色及衰退相关的西西里褐孢霉的特征:受温度和基因型影响的致病性

《Physiological and Molecular Plant Pathology》:Characterization of Phaeoacremonium sicilianum associated with internal wood discoloration and decline of Ficus carica: Temperature- and genotype-dependent pathogenicity

【字体: 时间:2026年06月24日 来源:Physiological and Molecular Plant Pathology 3.6

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  Hamed Negahban|Reza Mostowfizadeh-Ghalamfarsa伊朗设拉子大学农业学院植物保护系,设拉子,7144113131摘要随着气候压力的加剧,溃疡病、枯死病和衰退病对多年生果树构成了越来越严重的威胁。在伊朗一个主要的无花果干制品生产地区进行的调查

  
Hamed Negahban|Reza Mostowfizadeh-Ghalamfarsa
伊朗设拉子大学农业学院植物保护系,设拉子,7144113131

摘要

随着气候压力的加剧,溃疡病、枯死病和衰退病对多年生果树构成了越来越严重的威胁。在伊朗一个主要的无花果干制品生产地区进行的调查中,我们发现了一种严重的衰退综合征,其特征为树干溃疡、枝条枯死、落叶以及木材内部严重变色。从树干和成熟枝条的木材坏死组织中,我们不断分离出形态一致的菌株,这些菌株的特征与Phaeoacremonium属的成员一致。通过形态学和形态计量学分析,以及ITS、tub2tef1基因的多位点系统发育分析,我们确定这些代表性菌株为P. sicilianum,从而确定了它与无花果木材之间的关联。致病性试验表明,在三种温度条件下(20、25和30℃),所有类似Phaeoacremonium的菌株都会导致可食用无花果(Ficus carica 'Sabz')和野生山无花果('Gilasi')的离体枝条出现坏死并迅速被内部定殖。不同菌株的致病性存在显著差异,且强烈依赖于温度,在20–25℃时对可食用无花果的侵害最为严重,而在30℃时则对野生无花果的侵害更为严重。多元分析显示,致病性主要取决于内部病斑的进展程度,这突显了血管定殖能力在疾病发展中的核心作用。温室接种实验进一步证实了最具侵袭性的菌株(EFD04)对商业无花果干制品品种('Sabz')、新鲜无花果品种('Matti')以及野生品种('Gilasi')幼苗的致病性;在温室条件下,'Sabz'和'Gilasi'品种对EFD04的敏感性明显高于耐受性更强的'Matti'品种。总体而言,这些研究结果表明P. sicilianum是此前未被发现的导致无花果溃疡病和枯死病的病原体之一,同时揭示了不同菌株的侵袭性存在显著差异,症状表现受温度影响,且宿主基因型对EFD04的反应也有所不同。

引言

溃疡病、枯死病以及整体衰退病已成为对具有商业价值的乔木作物日益严重的威胁,这一趋势在近期的气候变化背景下愈发严峻[1,2]。这类疾病通常由多种真菌病原体共同引发,而环境变化会改变宿主与病原体的相互作用关系,使树木更容易受到感染,并加速疾病的进展[3]。导致溃疡病和枯死病的真菌能够杀死枝条、芽梢和结果枝,还会引发叶片和果实枯萎,最终导致树木慢性衰退甚至死亡。在许多多年生作物系统中,这些疾病会形成复杂的综合征,涉及多种共存的真菌种类[4]。历史上,树木死亡率和衰退率的上升往往归因于外来病原体的引入,或是由于干扰或管理不当导致的本地机会主义病原体的出现[2,5]。近年来,由气候变化引发的胁迫因素,尤其是干旱和极端温度,已被认为是削弱树木防御能力、增加其对溃疡病和枯死病病原体易感性的主要因素[2,3]。
无花果(Ficus carica L.)属于桑科植物,广泛种植于半温带地区,在全球范围内具有重要的文化、营养和药用价值[6]。全球90%以上的无花果种植都集中在地中海国家,该物种在那里已经被驯化并经过数千年的栽培管理,体现了人类与这种树木长期共存以及其传播范围超出原生地的历史[7,8]。伊朗是全球主要的无花果生产国之一,以其多样的品种以及高品质的干制和新鲜无花果而闻名[9]。然而,长期的干旱以及溃疡病和枯死病的日益普遍,正在威胁着伊朗无花果产业的可持续发展,这些疾病大大降低了产量,还影响了产品的出口质量[10]。无花果溃疡病和枯死病是一种复杂的多病原体疾病,涉及多个科的子囊菌,包括Bionectriaceae科[11]、Botryosphaeriaceae科[[12], [13], [14], [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21]]、Ceratocystidaceae科[22,23]、Diaporthaceae科[10,24]、Diatrypaceae科[25]、Nectriaceae科[26,27]、Dothidotthiaceae科[28]以及Pleosporaceae科[29]。
在伊朗生产斯米尔纳型无花果干制品品种'Sabz'的主要产区之一——埃斯塔班县进行的最新调查显示,有一些树木出现了严重的衰退症状,表现为树干溃疡、枝条枯死、落叶以及叶绿素缺乏。对有症状树木的详细检查发现,其木材内部存在严重的变色现象,这与该地区此前记录的四种溃疡类型有所不同[10]。值得注意的是,从树干和成熟枝条的内部变色组织中,我们不断分离出一些类似Phaeoacremonium的菌株。Phaeoacremonium属(Togniniaceae科)是众所周知的维管系统病原体,与多种水果[[30], [31], [32], [33], [34], [35]]、坚果[36,37]、观赏植物[[38], [39], [40]]以及森林树木[[41], [42], [43]]的溃疡病、枯死病和衰退病有关。然而,此前并没有证据表明该属与无花果树的溃疡病、枯死病或木材内部坏死有关,而且它对F. carica的致病性也从未通过实验得到验证。
基于以上观察,本研究旨在:(i)通过形态学分析和多位点系统发育分析,确定从患病无花果树上分离出的类似Phaeoacremonium的菌株的分类学身份;(ii)评估所有分离出的菌株对可食用无花果(F. carica 'Sabz')和野生山无花果(F. carica 'Gilasi')离体枝条的致病性;(iii)评估不同菌株的侵袭性以及温度对两种无花果品种症状发展的影响;(iv)在温室条件下,研究最具侵袭性的菌株对三种无花果品种幼苗的致病性。

章节节选

采样与真菌分离

2025年,我们在伊朗主要无花果生产区之一——法尔斯省的埃斯塔班县,对商业无花果果园(F. carica 'Sabz')进行了实地调查,以研究树干和枝条的疾病情况。我们共调查了埃斯塔班县八个地区的九个果园。那些出现整体衰退、枝条枯死以及溃疡症状的成熟树木(40–50岁)被选出来进行详细检测。我们从这些树木的多年生枝条和树干部位进行取样

疾病症状与真菌分离株

2025年12月,我们在伊朗法尔斯省埃斯塔班县的商业雨养无花果(F. carica 'Sabz')果园进行了实地调查,发现那里的枝条和树干疾病发病率很高,尤其是在那些管理措施较少的果园中。受感染的树木表现出一系列典型的症状,包括树干和枝条上的溃疡、多年生和一年生枝条的枯死(后者症状最为严重),以及木材内部广泛的坏死和变色现象

讨论

本研究表明,P. sicilianum与处于衰退状态的商业无花果树('Sabz'品种)的树干和成熟枝条的木材内部坏死有关,而且它对多种无花果品种都具有致病性,包括用于制作无花果干制品的'Sabz'品种、耐旱耐盐的新鲜无花果品种'Matti',以及野生山无花果品种'Gilasi'。虽然此前已有报道指出该病原体存在于葡萄树的黑痘病[46]、橄榄树的枯死病和衰退病[31],以及柽柳和梭梭树中

资金来源

本研究是由伊朗国家科学基金会(INSF)资助的,项目编号为40500021。

CRediT作者贡献声明

Hamed Negahban:数据整理、正式分析、资金获取、研究实施、方法设计、结果验证、可视化处理、初稿撰写、审稿与编辑工作。Reza Mostowfizadeh-Ghalamfarsa:概念构建、资金获取、方法设计、项目管理、资源协调、研究监督、结果验证、初稿撰写、审稿与编辑工作。

利益冲突声明

作者声明,他们不存在任何可能影响本文研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
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