印度尼西亚桉树林新发叶面病原菌的发现与鉴定：假球腔菌属新种Pseudoteratosphaeria supramediana

《Australasian Plant Pathology》：Pseudoteratosphaeria supramediana sp. nov. (Teratosphaeriaceae, Mycosphaerellales), a New Foliar Pathogen on Eucalyptus in Indonesia

本研究针对印度尼西亚大规模桉树(Eucalyptus)人工林中出现的新型叶部和枝条病害，通过形态学与多基因座DNA序列分析，鉴定出一种假球腔菌属(Pseudoteratosphaeria)新病原真菌P. supramediana sp. nov.，并通过温室接种试验证实其致病性。该研究首次为假球腔菌属真菌作为桉树初级病原体提供了实验证据，对桉树病害防控和种植材料筛选具有重要意义。

　　

论文解读：印尼桉树新叶病的“元凶”——假球腔菌属新物种的发现与警示

近几十年来，印度尼西亚的桉树(Eucalyptus)人工林产业迅猛扩张，这主要源于为应对因病害严重受损的相思树(Acacia mangium)种植园而被大量替换。然而，这种快速转向大规模桉树单一化种植的模式，也带来了严峻的新挑战，其中新出现的病害问题尤为突出。在桉树的叶片和嫩枝上，多种由真菌引起的叶部病害，如枝枯叶枯病(Calonectria)、桉树疮痂病(Elsinoe necatrix)和Quambalaria叶枯病等，已对种植园的可持续性构成重大威胁。此外，由Mycosphaerellaceae和Teratosphaeriaceae家族的物种引起的真菌性叶病(Mycosphaerella leaf disease, MLD)和畸腔菌叶枯病(Teratosphaeria leaf blight, TLB)，可导致严重落叶、光合能力下降、生长迟缓，给非本土桉树人工林造成显著产量损失。

在上述病害背景下，研究人员在印尼廖内省(Riau)和加里曼丹(Kalimantan)对桉树病害进行常规调查时，于一个单一的杂交桉树(Eucalyptus grandis × pellita)无性系上观察到一种新的叶部和嫩枝病害症状。病害症状表现为明显的坏死斑，周围环绕黄色晕圈，形状多样，呈深橄榄褐色。病斑边缘常有薄而突起的软木状结构，坏死组织脱落会产生弹孔状穿孔症状。严重感染会导致落叶和树冠稀疏。这个症状背后隐藏着什么新的病原体？它是否会威胁到印尼庞大的桉树产业？为了解答这些问题，一个由Nam Q. Pham、Seonju Marincowitz和Michael J. Wingfield等科学家领衔的研究团队，通过一系列严谨的科学研究，最终揪出了这个“隐形杀手”，并将其命名为一种全新的真菌物种——Pseudoteratosphaeria supramediana。

关键研究方法概览

研究人员主要运用了以下关键方法：1. 样本采集与真菌分离：从印尼加里曼丹和廖内的感染桉树叶片上采集样本，通过组织块直接分离或子囊孢子“弹射”法获得纯培养真菌分离株。2. 分子鉴定与系统发育分析：提取真菌DNA，对包括核糖体内部转录间隔区(ITS)、核糖体大亚基(LSU)、肌动蛋白(ACT)、钙调蛋白(CMDA)、RNA聚合酶II第二大亚基(RPB2)、翻译延伸因子1-α(TEF1)和β-微管蛋白(TUB2)在内的七个基因位点进行PCR扩增与测序，构建多基因联合数据集，采用最大似然法(ML)和贝叶斯推断(BI)进行系统发育分析，以确定新物种的分类地位。3. 形态学特征描述：在显微镜下观察并测量从病叶分离的子实体（假囊壳pseudothecia）、子囊(asci)和子囊孢子(ascospores)的形态特征，并对培养物进行显微观察和生长特性评估。4. 致病性测试：选取代表性分离株，制备菌丝悬浮液，喷雾接种于一年生桉树(E. grandis)无性系的离体小枝条上，在温室条件下评估其致病性，并从产生的病斑中重新分离病原菌以完成柯赫氏法则验证。

研究结果详述

1. 真菌分离

研究人员从病害症状中获得了12个形态相似的分离株，其中5个来自2022年加里曼丹的样本，7个来自2023年廖内的样本。

2. 系统发育分析

基于七个基因位点（ITS、LSU、ACT、CMDA、RPB2、TEF1和TUB2）的联合序列数据分析显示，从病叶获得的所有六个代表性分离株拥有完全相同的序列，在系统发育树上形成一个高支持度（ML/BI = 100/1.00）的单系分支。该分支与两个亲缘关系最近的物种——Pseudoteratosphaeria secunda和P. flexuosa——明显不同，证明这些分离株代表了一个新的分类单元。

3. 物种分类

基于上述结果，研究人员将这一新物种命名为Pseudoteratosphaeria supramediana。该名称源于其子囊孢子分隔处于中间偏上的位置（supramedian septation）。该新种与相近种的主要区别在于其更大的子囊孢子（11–15 × 3–4 μm）、更快的菌落生长速度以及子囊孢子中间偏上的分隔位置。研究人员提供了详细的形态学描述，包括叶片病斑特征、假囊壳、子囊和子囊孢子的尺寸与形态。研究发现，该真菌在MEA培养基上于25°C下生长最佳，在28天内菌落直径可达50.1毫米。

4. 致病性测试

选取的2个分离株（CMW 60296 和 CMW 63637）在接种试验中均能产生症状。接种后7天，叶片上开始出现带有黄色晕圈的褐色坏死小斑点。两周后，叶面上的坏死斑增多，且随着病斑老化，边缘变得突起且呈软木状。对照处理未出现任何症状。随后，研究人员成功地从所有接种的桉树枝条病斑中重新分离到了P. supramediana，分离株经鉴定与用于接种的菌株相同，从而证实了该真菌是引起所观察病害的初级病原体。

研究结论与重要意义

本研究成功鉴定并描述了一种引起印尼杂交桉树(E. grandis × pellita)严重叶部病害的新病原真菌——Pseudoteratosphaeria supramediana。通过多基因系统发育分析、详细的形态学特征描述以及温室致病性试验，研究者不仅确立了该物种在假球腔菌属(Pseudoteratosphaeria)中的新分类地位，更重要的是首次提供了实验证据，证明假球腔菌属中的物种可以作为桉树的初级病原体，而不仅仅是之前认为的次级定殖者或腐生菌。

研究的讨论部分进一步阐述了其重要意义：

1. 1.
   地理分布与起源：P. supramediana是首个在东南亚记录的假球腔菌属物种。其同时出现在印尼两个相距约1000公里的不同岛屿（苏门答腊和婆罗洲）上，这暗示了可能存在多次独立的病原体引入事件，或遵循“桥头堡效应”从单一引入点扩散。其确切起源尚不清楚，可能来自桉树原产地澳大利亚或其周边地区。
2. 2.
   高度的寄主特异性：该病害仅发生在单一杂交桉树无性系上，周围其他众多桉树无性系和杂交种均未发现症状。这一发现表明P. supramediana具有高度的寄主特异性。因此，尽管它是一种新病原体，但因其寄主范围狭窄，且易感无性系已被从商业种植中移除，故其对印尼广泛的桉树无性系人工林产业的威胁可能有限。
3. 3.
   对人工林管理的启示：该研究突显了在桉树人工林管理中，对无性系进行广泛的病害抗性筛选的重要性。寄主特异性是真菌叶部病原体的常见特征，这为通过选择具有高耐受性的种植材料来避免严重病害提供了机会。同时，广泛使用种间杂交无性系在带来理想性状的同时，也可能暴露出与病原体易感性相关的未知遗传背景，因此细致的克隆筛选是保障人工林健康与可持续性的关键步骤。

综上所述，这项发表在《Australasian Plant Pathology》上的研究不仅丰富了我们对桉树叶部病原真菌多样性的认识，也为理解病原菌的传播、寄主特异性以及在人工林系统中的潜在影响提供了宝贵案例，对全球桉树种植业的病害监测与管理具有重要参考价值。