微生物所蔡磊團(tuán)隊(duì)合作揭示鐮孢菌在高原農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的分布格局并定名描述“墨脫鐮孢”等藏南新種

發(fā)布時(shí)間:2026-01-23

青藏高原是全球生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)域,其農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)的健康對(duì)于維系區(qū)域生態(tài)安全至關(guān)重要。長(zhǎng)期以來,該區(qū)域農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中植物病原真菌的多樣性本底及分布格局缺乏系統(tǒng)性揭示,尤其是鐮孢菌及相關(guān)類群。該類群包括多種重要植物病原菌,部分還產(chǎn)生谷物毒素,對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和食品安全具有重要影響。

蔡磊團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期深入昌都、拉薩、阿里、林芝、山南及日喀則等西藏六大糧食產(chǎn)區(qū)開展系統(tǒng)調(diào)查(圖1),對(duì)101個(gè)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)樣點(diǎn)開展了密集采樣,獲取超過1400份標(biāo)本和樣品,包括發(fā)病組織、健康植株、根際土、農(nóng)田土、灌溉水、沉積物及周邊流域水體等基質(zhì)(圖2)。通過分離培養(yǎng)和標(biāo)本鑒定,獲得了萬余號(hào)代表高多樣性的標(biāo)本和菌株。本研究聚焦其中的鐮孢屬及相關(guān)類群,結(jié)合形態(tài)表型、致病類型與分子系統(tǒng)發(fā)育分析等,精準(zhǔn)鑒定916株菌株,涵蓋46個(gè)物種(含17個(gè)新物種和8個(gè)新記錄種),豐富了我國(guó)乃至全球鐮孢菌物種多樣性的認(rèn)識(shí)。新物種以多種方式命名,例如依據(jù)我國(guó)規(guī)范性地名,命名了采集自我國(guó)藏南地區(qū)林芝市墨脫縣墨脫鎮(zhèn)的“墨脫鐮孢(F. medogense)”(圖3)和“林芝鐮孢(F. nyingchiense)”。西藏墨脫因其高落差的立體氣候以及多樣化的植被類型,成為本系列調(diào)查中真菌多樣性最為豐富的區(qū)域之一。

?研究還發(fā)現(xiàn),農(nóng)田及其周邊環(huán)境(如灌溉水體、耕作土壤)是鐮孢菌病原體的重要棲息地和儲(chǔ)存庫。其中,土壤和根際土中鐮孢菌豐度最高,其次是作物根部、葉片、周邊水體和沉積物(圖4),提示病害管理需兼顧作物與農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)整體。此外,從西藏地區(qū)采集的鐮孢菌,產(chǎn)厚垣孢子的比例顯著高于其他地區(qū)菌株,厚垣孢子的廣泛產(chǎn)生增強(qiáng)了其環(huán)境抗逆性,這可能是相關(guān)作物病害在嚴(yán)苛環(huán)境下“長(zhǎng)期潛伏,周期性爆發(fā)”的重要機(jī)制。

本研究是針對(duì)西藏主要農(nóng)區(qū)開展的首次較大規(guī)模系統(tǒng)性植物病原真菌調(diào)查,不僅鑒定出多個(gè)新物種,還從全生態(tài)系統(tǒng)視角揭示作物及其周邊耕作環(huán)境共同構(gòu)成了植物病原菌的重要儲(chǔ)存庫,為青稞等高原特色作物的全生態(tài)系統(tǒng)病害防控策略構(gòu)建,提供了重要的研究材料和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。相關(guān)研究成果以“Fusarium and allied genera from cropland in Xizang, China”為題,于2025年12月發(fā)表在Fungal Diversity上。中國(guó)科學(xué)院微生物研究所副研究員趙鵬為論文第一作者,微生物所蔡磊研究員和西藏農(nóng)牧大學(xué)鞏文峰教授為論文共同通訊作者。研究得到了西藏自治區(qū)重點(diǎn)研發(fā)的資助。

原文鏈接:https://doi.org/10.1007/s13225-025-00567-w

圖1. 西藏主要糧食產(chǎn)區(qū)采樣點(diǎn)位圖

圖2. 西藏的農(nóng)田景觀。a: 西藏青稞田地(日喀則南木林縣);b: 小麥田地(山南貢嘎縣);c-e: 農(nóng)田旁的河流(山南瓊結(jié)縣);f-I: 鐮孢菌及其相關(guān)屬引起的植物病害

圖3. 新種墨脫鐮孢

圖4. 本研究獲得的鐮孢菌及近緣類群的系統(tǒng)發(fā)育多樣性與基質(zhì)分布


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