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镰孢菌属(Fusarium)与果树的关系非常密切,可寄生于多种果树上引起重要果树病害,严重影响果实的品质和产量,有的则是果树上十分常见的腐生真菌。华南地区是我国生产水果最丰富的地区之一,盛产香蕉、芒果、荔枝、龙眼、柑橘和菠萝等多种水果,但对于华南地区果树上的镰孢菌的种类及分布情况还未见有比较系统的研究报道。因此,对华南果树上的镰孢菌进行鉴定和多样性研究具有重要的理论和实践意义。本文通过对华南地区果树材料上的镰孢菌进行采集及形态学和分子生物学研究,分析了华南地区果树上镰孢菌种类及其分布情况,并对香蕉上镰孢菌种类及系统发育关系进行重点分析,初步明确了我国华南地区果树上镰孢菌属真菌种类、分布及部分种的遗传多样性,为华南果树镰孢菌病害的科学防治提供理论依据。
2008-2011年间,从我国广东、广西、海南三省(自治区)50个市、(自治)县的主要果树作物产区采集不同的果树样品共1120份。采用组织分离培养法从各样品分离镰孢菌,共得到约1300个菌株。将传统形态学分类方法与分子生物学方法相结合,共鉴定出9组21种镰孢菌:拟轮枝镰孢菌Fusarium verticillotoides,层出镰孢菌F.Proliferatum,轮纹镰孢菌F.concentricum,甘蔗镰孢菌F.sacchari,芒果镰孢菌F.Mangiferae,假环状镰孢菌F.pseudocircinatum,高粱镰孢菌F.andiyazi,芒草镰孢菌F.miscanthi,西门镰孢菌F.nisikadoi,藤仓镰孢菌F.fujikuroi,尖孢镰孢菌F.Oxysporum,茄镰孢菌F.solani,厚垣镰孢菌F.chlamydosporum,九州镰孢菌F.kyushuense,半裸镰孢菌F.semitectum,弯角镰孢菌F.camptoceras,木贼镰孢菌F.equiseti,砖红镰孢菌F.lateritium,束梗镰孢菌F.stilboides,多隔镰孢菌F.decemcellulare,念珠镰孢菌F.torulosum,其中中国新记录种7个(F.torulosum,F.andiyazi,F.concentricum,F.mangiferae,F.pseudocircinatum,F.miscanthi,F.nisikadoi),表明我国华南地区果树上镰孢菌存在丰富的种类多样性。
对所鉴定的21种镰孢菌的地理分布进行统计,分离到镰孢菌种类数依次为:广东18种,广西13种,海南11种。F.nisikadoi、F.miscanthi、F.torulosum只在广东分离到,F.pseudocircinatum只在海南分离到,这可能与不同种的镰孢菌所适宜生长的气候特点有关。对所鉴定的21种镰孢菌的宿主/来源进行了统计,在采集所涉及的31种果树中,分离到镰孢菌种类最多的5种果树分别是香蕉(10种)、荔枝(8种)、芒果(7种)、黄皮(6种)及甘蔗(6种)。有些种类在多种果树上都能分离到,其中F.camptoceras在20种果树都有分离到;其次是F.proliferatum,在11种果树上分离到。有些种类只在特定的果树品种上分离到,F.miscanthi和F.torulosum只在脐橙上分离到,F.pseudocircinatum只在芒果上分离到,F.fujikuroi只在火龙果上分离到。在所分离的8个果树部位中,分离到镰孢菌种类最多的部位依次为果实(16种)、叶片(14种)、枝条(13种)、茎(10种)、花序(9种)。F.camptoceras和F.oxysporum在果树的8个部位上都能分离到,F.fujikuroi只在茎和叶片2个部位分离到,F.lateritium只在枝条上分离到。
对香蕉上的藤仓赤霉复合种(GFC)及尖孢镰孢菌复合种(FOSC)进行了系统发育分析,TEF-1α序列分析结果表明:以GFC中的27个菌株组成的单系群可分为7个不同的亚群,分别为F.verticillotoides,F.proliferatum,F.concentricum,F.sacchari以及3个没有描述过的菌系:Fusarium sp.1,Fusarium sp.2,Fusarium sp.3。FOSC中的42个菌株的TEF-1α系列进行系统发育分析,形成12个菌系,分离自我国华南地区的13株尖孢镰孢菌分布在其中的7个分枝,5个已知的病原尖孢镰孢菌在其中的3个分枝(Ⅰ,Ⅶ,Ⅸ)里面,1个不确定是否病原的菌株QZF-36-1与病原菌株FOC4(race1)一起聚在分枝Ⅶ中,另外6个来自香蕉果实上的非病原尖孢镰孢菌菌株在分枝Ⅵ,Ⅷ,Ⅹ及Ⅺ这4个单系群中。由此可见我国香蕉存在着丰富的镰孢菌类群以及遗传水平上的多样性,其FOSC遗传发育关系的复杂性不仅表现在作为病原菌的尖孢镰孢菌类群上,也表现为非病原类群之间,病原类群与非病原类群之间也存在较复杂的遗传关系。