陈明荣|邹梦婷|Chada Norphanphoun|Nalin N. Wijayawardene|杨在富|王勇
贵州省贵阳市贵州大学农学院植物病理学系,邮编550025,中国
摘要
核桃(Juglans regia L.)是一种具有经济价值的坚果作物,因其优质的木材和富含营养的果仁而受到全球广泛种植。2022-2023年间,中国贵州省德江县的一些核桃果园出现了严重的果斑病。受感染的果实会出现边缘清晰、中心凹陷的深棕色病斑,这些病斑直径可扩大至1.2-1.6厘米,并且经常相互融合,导致病害发生率高达40-50%,造成了巨大的经济损失。从患病组织中分离出了致病菌,并通过形态特征、致病性测试以及对内部转录间隔区(ITS)、β-微管蛋白(tub2)和翻译延伸因子1-α(tef1-α)基因区域的多基因座系统发育分析确定了其身份。最终确认该病原菌为Neopestalotiopsis concentrica。据我们所知,这是首次报道N. concentrica在中国引起核桃果斑病的情况。
引言
Juglans属包含约20种落叶植物,属于核桃科,原产于北美洲和南美洲(Hussain等人,2021年;大英百科全书,2024年)。核桃营养丰富且能量密度高,对健康饮食具有重要意义(Hussain等人,2021年)。中国是核桃的原始栖息地之一,拥有超过2000年的栽培历史,拥有丰富的遗传多样性,是核桃育种的重要种质资源,同时也是全球最大的核桃生产国,产量占全球总产量的一半(Chen等人,2014年;Pei等人,2021年)。然而,作为全球最大的核桃生产国,中国核桃产业正面临因病害感染导致的健康问题和产量下降的挑战(Huai等人,2024年)。
近年来,在中国(Heng等人,2023年;Qi等人,2023年)、印度(Pandey等人,2023年)和泰国(Norphanphoun等人,2019年)发现了大量Neopestalotiopsis属菌株。这些菌株多年来一直被视为植物病原体,导致Camellia sinensis和Eucalyptus等作物的产量下降和经济损失(Darapanit等人,2021年;Shahriar等人,2022年;Pandey等人,2023年)。Neopestalotiopsis属菌株的寄主特异性不强,可以感染多种植物(El-Gali等人,2017年;Darapanit等人,2021年)。这些病原体引起的症状包括果实腐烂、叶枯病、叶斑病、茎腐病、灰霉病、疮痂病和采后腐烂(Feng等人,2014年;Maharachchikumbura等人,2014年;Darapanit等人,2021年)。Neopestalotiopsis属菌株最近被确认为一类新兴的植物病原体,能够对多种重要经济作物和果实造成严重病害,例如Fragaria × ananassa(Baggio等人,2021年)、Psidium guajava(Solarte等人,2018年;Bhogal等人,2022年)、Vitis vinifera(Huanaluek等人,2021年)、Garcinia mangostana(Huanaluek等人,2021年)、Persea americana(Fiorenza等人,2022年)、Vaccinium corymbosum(Santos等人,2022年)、Myrciaria cauliflora(Lin等人,2022年)和Diospyros kaki(Qin等人,2023年)。种植通风良好、排水良好的树木可以降低病害风险。排水不良、树木过于密集的环境更容易发生真菌感染。适当的营养管理和减少压力因素可以提高树木的抗病能力(Lone,2025年)。
2022年和2023年,中国贵州省德江县的主要核桃种植区普遍发生了果斑病。我们在一个面积为10亩(约0.67公顷)的核桃种植园进行了调查,该园内有200棵核桃树。通过随机选取100棵核桃树并统计病果数量与总果数之比,计算出平均病害发生率为40%-50%,造成了显著的经济损失。因此,我们开展了这项研究以确定该病害的致病菌。对分离出的菌株进行形态分子分析后,确认其为Neopestalotiopsis concentrica。此外,我们还进行了致病性测试以验证我们的发现。
研究方法
样品采集与真菌分离
2022年至2023年间,我们在贵州省德江县核桃种植区采集了50个表现出病害症状的核桃果实样本。采样地点的地理坐标为北纬28°12',东经108°33'。按照Zhang等人(2020年)的研究方法,对受感染的核桃果实表面进行了灭菌处理,以确保培养物不受污染。在显微镜观察下,观察到分生孢子
田间症状
该病害在核桃果实上的初期症状表现为叶绿素缺失,表现为边缘呈深棕色的病斑,中心部分凹陷且颜色也为深棕色。随着病情的发展,这些病斑会发展成坏死区域(图1 A–C)。
系统发育分析
为了确定致病菌,我们利用ITS、tef1-α和tub2基因座构建了系统发育树
讨论
中国是全球最大的核桃生产国,无论是在产量还是种植面积方面均处于领先地位。目前,人们对核桃作物的健康状况和产量越来越关注,主要原因是病原体感染(Huai等人,2024年)。核桃容易受到多种病害的影响,其中炭疽病尤为严重,经常导致产量大幅下降(Watanabe等人,2016年)。此外,Myrmaecium fulvopruinatum等病原体也会对核桃造成危害
作者贡献声明
陈明荣:撰写初稿、进行正式分析、数据管理、概念构思。邹梦婷:项目管理、调查、数据管理。杨在富:撰写、审稿与编辑。王勇:撰写、审稿与编辑、验证、监督、资金筹集。Chada Norphanphoun:撰写初稿。Nalin N. Wijayawardene:撰写、审稿与编辑
未引用参考文献
Ayoubi和Soleimani,2016年;Ayoubi和Soleimani,2016年;El-Gali,2017年;Lawrence等人,2023年;Ronquist等人,2012年;Trifinopoulos等人,2016年。
数据与材料的获取
数据已在文章中呈现。
利益冲突声明
作者声明没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
数据提供
数据可应要求提供。
资助
本研究得到了以下项目的支持:国家自然科学基金(编号:31972222、31660011)、学科人才引进计划(111计划,D20023)、贵州省科技国际合作基地项目([2018]5806)、贵州省教育厅项目([2020]001)以及贵州省科技创新人才团队项目([2020]5001)。
利益冲突声明
作者声明没有可能影响本文研究的财务利益或个人关系。