在土耳其,组织类型以及不同分离株之间的品种相互作用决定了核桃(Juglans regia)对Diaporthe eres的抗性

《Microbial Pathogenesis》:Tissue type and cultivar-by-isolate interactions govern walnut ( Juglans regia) resistance to Diaporthe eres in Türkiye

【字体: 时间:2026年02月22日 来源:Microbial Pathogenesis 3.5

编辑推荐:

  本研究通过多基因系统发育分析确认Edirne(ED5/4)和Bursa(BUR7/4)两个分离株属于Diaporthe eres sensu stricto,并比较了三种接种方法对七种土耳其核桃品种的致病性,发现品种间存在显著抗性差异,且新梢组织较休眠枝更易感病,同时验证了Koch's定律。

  
Zühtü Polat | Mehmet Akif Gültekin | Erdal Orman | G?ksel ?zer | Muharrem Türkkan | Sibel Dervi?
阿塔图尔克园艺中央研究所,亚洛瓦,77102,土耳其

摘要

Diaporthe eres 被越来越多地报道为导致核桃(Juglans regia L.)溃疡、枝条枯死和果实腐烂的病原体,这种现象在多个生产区域都有发生。在本研究中,通过使用ITS、tef1tub2 基因序列进行的多基因位点系统发育分析确认,两个分离株ED 5/4(埃迪尔内)和BUR 7/4(布尔萨)属于 D. eres sensu stricto 类型。在BLASTn分析中,这两个分离株与模式株AR5193的序列一致性达到99–100%,并且在最大似然系统发育树中表现出高度的聚类支持。通过对七个品种的绿色果实、当季枝条和一年生休眠枝条进行的致病性测试,发现品种与分离株之间存在显著相互作用,表明抗性反应具有高度的特异性。分离株BUR 7/4的毒力总体上高于ED 5/4。不同组织类型的病斑发展情况存在明显差异,当季枝条表现出比一年生休眠枝条更严重的坏死现象,这表明组织发育阶段对宿主易感性有显著影响。不同品种的抗性表现也有所不同:‘Chandler’ 在木质组织中表现出最强的抗性,而‘Fernor’ 和 ‘Orman 77’ 则始终易感。果实测试显示果壳的易感性存在差异,但所有品种的果仁腐烂情况都十分严重,这表明一旦果壳屏障被破坏,内部就不存在抗性。在所有有症状的组织中都重新分离到了 D. eres,而对照组组织保持健康,这符合科赫法则。这些结果证实 D. eres 是土耳其核桃溃疡和果实腐烂的重要致病因子,并强调了组织特异性易感性、分离株多样性以及品种依赖性抗性反应在疾病发生和抗性管理策略制定中的作用。

引言

Diaporthe eres Nitschke(子囊菌门,Diaporthales目,Diaporthaceae科)是一种分布广泛的真菌,其宿主范围非常广泛,包括温带和亚热带地区的木本和草本植物[[1], [2], [3]]。根据环境和宿主条件的不同,它可以是病原体、内生菌或腐生菌,并与多种疾病相关,如茎溃疡、枝条枯死和果实腐烂[[4], [5], [6]]。长期以来,该物种被认为是一个分类学上的复合体,但分子系统发育研究重新定义了 D. eres sensu stricto 的分类地位,明确了其与几个先前归类为 Phomopsis 的属之间的关系[3,7]。
在应用多基因系统发育和遗传一致性方法后,Diaporthe 属经历了重大的分类修订,研究发现许多形态相似的属在遗传上实际上是不同的[1,3,7]。Dissanayake等人[3] 最近对这一属进行了全球性的重新评估,确认 D. eres 为该属的模式种,并证实它是一个在遗传上一致但在形态上多变的复合体,包含了许多先前被错误归类的名称。
在核桃(Juglans regia L.)中,D. eres 最近成为多个生产区域中的一种新兴病原体,据报道会导致溃疡和枝条枯死现象[[8], [9], [10]]。例如,在中国最近的研究中发现,该病原体还会导致枝条枯萎,从而导致果实大量脱落[11]。田间观察和致病性研究表明,D. eres 与Botryosphaeriaceae科的其他真菌共同作用,引起树干和枝条的枯死[[8]a; [12,13]]。虽然其致病性通常低于 Botryosphaeria dothideaNeofusicoccum mediterraneum,但在有利的环境条件下或生理胁迫的宿主体内,D. eres> 可能会引起广泛的坏死[13,14]。
为了评估 D. eres 分离株的毒力及其与不同核桃品种的相互作用,进行致病性测试至关重要。目前已有多种方法用于木质组织的人工接种,包括使用菌丝塞、分生孢子悬浮液和伤口接种技术[8,12]。在榛子和葡萄上的比较试验表明,接种技术和所用植物组织的年龄或类型显著影响感染成功率和病斑严重程度[14,15]。然而,尽管在果园中检测到 D. eres 的频率不断增加,但针对 J. regia 的不同接种方法的系统评价仍然很少[10]。
López-Moral等人[12,13] 的最新研究表明,宿主基因型和组织年龄对核桃对 Diaporthe 和 Botryosphaeriaceae 科真菌的易感性有显著影响。他们的结果表明,一年生枝条特别容易受到感染,而品种间的病斑发展差异可能反映了不同的防御反应。Chen等人[8] 也发现接种技术显著影响症状表现和病原体存活率,这突显了制定标准化致病性试验方案的必要性。这些发现强调了评估方法变量对于获得可重复、可比数据的重要性。
基于这些背景,本研究旨在描述这种病原体,并比较评估三种接种方法——分别应用于绿色果实、当季枝条和休眠枝条——以评估 D. eres 对核桃的致病潜力。具体目标包括:(i) 通过多基因系统发育分析确认分离株的分类学身份;(ii) 确定最能模拟自然感染过程的接种方法;(iii) 量化七个土耳其主要品种间的宿主反应差异。这种综合的方法论框架为致病性评估提供了坚实的基础,并有助于更好地理解 D. eres 在核桃溃疡和枝条枯死发生中的流行病学意义。尽管多个分离株可以反映种内毒力变异,但本研究使用了两个地理上不同的分离株来建立土耳其 D. eres 种群的基线毒力数据。

章节摘录

真菌分离与培养维护

从土耳其两个商业生产区域采集的有症状核桃组织中分离出了 Diaporthe 分离株。分离株ED 5/4 来自埃迪尔内省Karaa?a?/?psala地区的坏死果实组织(41°03′20.5″N, 26°33′06.1″E),而分离株BUR 7/4 来自布尔萨省Ortak?y/?neg?l地区的溃疡枝条(40°01′29.7″ N, 29°33′50.8″ E)。
为了分离真菌,从坏死病斑的扩展边缘切下小块组织碎片(3–5毫米)。

形态学与分子鉴定

在25°C条件下培养10天后,ED 5/4(埃迪尔内)和BUR 7/4(布尔萨)两个分离株在所有测试培养基上均表现出相同的培养和形态特征。BUR 7/4(布尔萨)在玉米粉琼脂上的培养物(图2A)产生了快速扩展的菌落,菌丝密集且呈棉絮状,同时伴有分散的深色分生孢子器原基。在麦芽提取物琼脂上(图2B),菌落表面呈奶油色至淡黄色,具有明显的同心环状结构。

讨论

本研究明确证实 Diaporthe eres 是土耳其核桃溃疡和枝条枯死病害的致病因子。结合先前报道的Botryosphaeriaceae科病原体如 L. theobromaeN. dimidiatum [25],这些发现表明土耳其核桃的病害是由多种真菌共同引起的,需要采取综合管理措施。所研究的两个分离株ED 5/4和BUR 7/4通过形态学和系统发育分析被确认为 D. eres sensu stricto。

CRediT作者贡献声明

Zühtü Polat:概念构思、数据整理、研究设计、方法学研究、资源获取、初稿撰写。Mehmet Akif Gültekin:数据整理、数据分析、研究设计、方法学研究、软件应用。Erdal Orman:数据分析、资金获取、研究设计、方法学研究。G?ksel ?zer:数据分析、资金获取、方法学研究、软件应用、验证、初稿撰写及审稿编辑。Muharrem Türkkan:数据分析、研究设计、方法学研究、软件应用。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号