《Crop Protection》:Diaporthe biconispora, a new pathogen of dragon fruit (
Selenicereus monacanthus) stem gray blight in China
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龙 fruit茎灰色斑点病病原鉴定为Diaporthe biconispora,首次全球报告。该病在2024年贵州镇宁县龙 fruit种植园发现,症状表现为不规则灰绿色病斑及黑色分生孢子器。通过形态学观察、多基因分子系统发育分析和致病性测试确认病原体,并应用GCPSR和PTP-Poisson Tree Processes方法界定物种界限。
Kexin Cheng|Qing Guo|Tianpeng Wei|Yulan Jiang|Fengquan Liu
贵州大学农学院植物病理学系,中国贵州省贵阳市,550025
摘要
火龙果是一种具有重要经济价值的热带和亚热带水果作物。目前,中国的火龙果种植面积和产量位居世界第一。然而,火龙果病害已成为其生产和发展的主要限制因素。2024年5月,在中国贵州省镇宁县的部分火龙果种植园中观察到了火龙果茎灰霉病。从具有典型茎灰霉病症状的病斑边缘分离出了真菌菌株,通过形态观察、分子系统发育研究和致病性测试,确定该病原体为Diaporthe biconispora。据我们所知,这是全球首次报道由D. biconispora引起的火龙果茎灰霉病。
引言
火龙果属于仙人掌科Selenicereus属,原产于墨西哥、中美洲和南美洲(Zakaria, 2022),是一种热带和亚热带水果作物。其果肉甜美多汁,富含花青素、甜菜红色素、维生素C和膳食纤维(Chuah等人,2008;Nurhadi等人,2024),具有很高的食品价值和市场价值。此外,火龙果花朵形状优美,花瓣层次丰富,茎部具有很强的攀爬能力,具有很高的观赏性(Kong等人,2025)。因此,火龙果在全球消费者中越来越受欢迎,并已被引入和栽培于印度、澳大利亚、泰国和中国等国家(Yadav等人,2024)。目前,中国的火龙果种植面积和产量位居世界第一(Li等人,2024)。然而,多种火龙果品种的产量受到不同病害的影响,如由Neoscytalidium dimidiatum引起的茎褐斑病、由Lasiodiplodia theobromae引起的茎溃疡病、由Colletotrichum gloeosporioides引起的炭疽病以及由Fusarium oxysporum引起的果实腐烂病(Briste等人,2019;Ratanaprom等人,2021;Briste等人,2022;Zakaria,2022;Ganesan等人,2023;Ho等人,2025),这些病害严重威胁着火龙果的产量和质量。
Diaporthe属菌株在全球范围内被报道为多种宿主植物的内生菌、腐生菌和病原菌(Gomes等人,2013;Huang等人,2021)。作为重要的植物病原菌,Diaporthe属菌株可引发多种疾病,如萎蔫和溃疡,对一些经济作物(如Citrus、Juglans、Pyrus和Vaccinium)造成严重经济损失(Guarnaccia和Crous,2017;Bai等人,2023)。近年来,在中国和马来西亚都报道了Diaporthe属菌株因引发火龙果灰茎腐烂病而造成的经济损失。茎灰霉病的特点是,在感染后期,受感染茎部会出现不规则的灰绿色病斑,并伴有可见的黑色分生孢子器(Huda-Shakirah等人,2021;Wang等人,2024)。
Diaporthe属的鉴定传统上基于形态特征和宿主特异性(Uecker,1988;Norphanphoun等人,2022),但由于形态特征的重叠及其非严格的宿主特异性,这些方法不足以进行准确鉴定(Gomes等人,2013;Norphanphoun等人,2022)。随后,通过多基因系统发育分析(ITS、TEF1-α、TUB2、CAL和HIS3)方法改进了Diaporthe属的分类。然而,对Diaporthe属菌株数量的过高或过低估计仍然是一个严重问题,需要解决。近年来,通过应用GCPSR(谱系一致性系统发育物种识别)方法和基于共祖的模型(PTP-Poisson树过程和mPTP-多速率Poisson树过程)(Pereira等人,2023;Dissanayake等人,2024),重新评估和划分了Diaporthe属的物种边界,有助于准确鉴定Diaporthe属菌株。
2024年5月,在中国贵州省镇宁县的一些火龙果(Selenicereus monacanthus(Lem.)D.R. Hunt)种植园中观察到严重的茎灰霉病,导致产量大幅损失。由于产量损失的增加,准确诊断导致该病害的病原体对于制定有效的病害管理策略至关重要。因此,本研究旨在通过形态特征、分子序列数据和致病性测试来分离和鉴定火龙果茎灰霉病的致病菌。
采样与病原体分离
2024年5月,在中国贵州省镇宁县(坐标:25°29′53″ N, 105°46′57″ E;海拔:1083 m)的火龙果种植园中发现了茎灰霉病症状。收集了21段具有典型症状的火龙果茎段,并将其带回实验室。从病斑边缘切下小块组织(3 mm × 3 mm),先用3% NaClO消毒1分钟,再用75%乙醇消毒1分钟,然后用无菌蒸馏水冲洗三次并干燥。
结果
2024年5月,在火龙果上观察到了茎灰霉病症状。受感染的茎部出现不规则的黄白色病斑,中心呈淡黄色,边缘呈黄色,并覆盖有黑色颗粒(分生孢子器)。在疾病晚期,病斑扩大并融合,最终覆盖整个茎段,导致茎部萎蔫和死亡(图1A,B)。
从具有茎灰霉病症状的样本中获得了16个形态相同的真菌菌株,其中4个
讨论
根据形态学和分子分析以及致病性测试,确定在中国贵州省镇宁县观察到的火龙果茎灰霉病的致病菌为D. biconispora。目前,已知Diaporthe属菌株在火龙果上引起的病害包括茎腐烂病(D. ueckerae)和茎灰霉病(Huda-Shakirah等人,2021;Wang等人,2022)。此外,D. ueckeri和D. glabra也可以感染火龙果的茎部(Cruz等人,2022)。
作者贡献声明
Qing Guo:研究、数据管理、概念构思。Kexin Cheng:写作 – 审稿与编辑、初稿撰写、可视化、数据分析。Tianpeng Wei:可视化、验证、数据管理。Fengquan Liu:写作 – 审稿与编辑、资源获取、资金申请。Yulan Jiang:写作 – 审稿与编辑、资源获取、资金申请
未引用参考文献
Carbone和Kohn,1999;Crous等人,2004;Glass和Donaldson,1995;Ho等人,2025;White等人,1990。
利益冲突声明
作者声明他们没有可能影响本文工作的已知财务利益或个人关系。
数据可用性
数据可应要求提供。
利益冲突声明
作者声明他们没有可能影响本文工作的已知财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了国家自然科学基金(编号:32460010)、贵州省基础研究计划(自然科学)(编号:[2023] Key 005)以及贵州大学自然科学专项研究基金(特殊岗位[Gui Da Ling Jun He Zi [2024] 07)的支持。