镰孢属Fusarium可造成重要的农林作物病害,为防止该属外来有害种类的引入和传播,2007年国家质检总局和农业部共同制定《中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录》,并将镰孢属内的松树脂溃疡病菌F. circinatum、南美大豆猝死综合征病菌F. tucumaniae、北美大豆猝死综合征病菌F. virguliforme以及尖孢镰孢F. oxysporum的5个专化型(formae speciales)列为进境检疫性有害生物。近年来,随着镰孢属与相关属种分类系统的重建,包括上述检疫性有害种在内的一些镰孢属相关物种的国际通用属、种名称发生了变化。本文结合命名法规、形态学特征、分子系统发育分析等结果,建议将名录中的松树脂溃疡病菌F. circinatum的中文学名订正为环状镰孢;将油棕枯萎病菌F. oxysporum f. sp. elaeidis中文学名及拉丁学名订正为油棕镰孢F. elaeidis;确认南美大豆猝死综合征病菌F. tucumaniae及北美大豆猝死综合征病菌F. virguliforme为同一物种,中文学名及拉丁学名订正为菜豆新赤壳Neocosmospora phaseoli。本研究发现香蕉枯萎病菌(4号小种及非中国小种)、芹菜枯萎病菌、芦笋枯萎病菌及草莓枯萎病菌并非单系类群,亟待开展系统的分类学修订工作,并评估相关代表潜在独立物种的谱系的生物安全意义。本文梳理了名录中镰孢属物种及专化型的分类变动情况,并对其分类地位、拉丁学名、汉语学名及其他基础生物学信息进行了更新,为检疫性名录的修订提供重要参考。
DNA条形码技术作为一项物种鉴定的新技术,在动物、植物、真菌等物种的快速准确鉴定方面日趋成熟,为进出境植物检疫及外来入侵物种鉴定提供了有力的工具。本文概述了真菌DNA条形码技术的研究进展,分析了中国、美国等5个主要贸易国家/地区检疫性真菌物种DNA条形码收集现状,并从柄锈菌属、疫霉属等重要检疫性真菌所在类群DNA条形码现状分析了DNA条形码筛选、现有数据库资源等存在的问题,提出全基因组水平筛选检疫性真菌DNA条形码的思路,以期提高鉴定准确性,提出加强国际合作、建立检疫性真菌DNA条形码数据库等建议。
杨树广泛应用于木材生产、防护林和园林景观建造,具有显著的经济价值和生态价值。杨树叶锈病主要为害杨树叶片,幼苗叶片更容易受害,2023年河北邯郸杨树苗圃叶锈病发生严重危害。本研究针对河北邯郸及北京发生的杨树叶锈病病菌,通过观察夏孢子形态特征并结合rDNA ITS序列差异进行鉴定。结果发现,采自两地的杨树叶锈病菌均为松杨栅锈菌Melampsora larici-populina,未发现我国对外检疫杨树叶锈病菌M. medusae。本研究详细比较了杨树叶锈病菌的ITS序列差异,可以将M. medusae与Melampsora属中其他种区分开,为后续杨树叶锈病病原的鉴定和监测提供了基础数据。
从进境比利时酒红杜鹃种苗花芽上获得1株真菌分离物8033-2,通过形态学特征比较、内部转录间隔区(ITS)、翻译伸长因子(EF-1α)以及RNA聚合酶Ⅱ第二大亚基(RPB)序列分析和致病性测定方法对分离物进行了鉴定。形态学观察结果表明,分离物8033-2初期菌落白色,茸毛状,气生菌丝较多;后期菌落致密,正面深灰色,背面橄榄绿色。分生孢子单细胞,平滑,近球形或椭圆形,灰褐色,大小为8.04(6.32-11.49)×5.60(4.38-7.40) µm。其ITS、EF-1α、RPB序列与GenBank中多株杜鹃塞弗特菌相应序列的相似性分别为100%、100%和99.90%;基于ITS、EF-1α和RPB序列的系统发育树显示,分离物8033-2与杜鹃塞弗特菌处于同一分支。人工伤口接种健康杜鹃花芽引起褐变枯死症状。根据上述结果,将分离物8033-2鉴定为杜鹃塞弗特菌Seifertia azaleae,这是我国口岸首次截获该种检疫性有害生物。
果产链核盘菌Monilinia fructicola是中国重要的进境检疫性有害生物,主要危害核果类果树,引起果实腐烂,造成重大经济和生态损失。本研究利用优化后的Maxent生态位模型和ArcGIS预测了当前和未来不同气候情景下M. fructicola在中国的潜在适生区,以期降低未来气候变化下该病害扩散流行的风险。结果表明,温度变化方差(bio4)、最热季度平均温度(bio10)、最干旱月降水量(bio14)、降水量变化方差(bio15)是影响果产链核盘菌分布的关键环境变量。当前气候条件下,果产链核盘菌在我国的总适生区面积为3.64×106 km2,占我国陆地总面积的38.12%;高适生区主要分布在云南、贵州中部、湖南南部、浙江、安徽南部、甘肃南部、陕西南部、河北等地区。未来两种气候情景(SSP126和SSP585)下,该病菌在我国的总适生区面积均减少,但低适生区面积增加。此外,在2041-2060 年的两种气候情境下适生区的质心均有从重庆向西南方向迁移的趋势。
为了建立苹果牛眼果腐病原多年明孢盘菌Neofabraea perennans微滴式数字PCR (ddPCR)检测方法,实现苹果检疫性病原菌的高效率、高精度的检疫鉴定和疫情监控,为口岸外来有害生物防控和保护我国生态安全提供技术服务和支持。本研究以N. perennans为研究对象,通过生物信息学分析确定β-微管蛋白基因(TUB2)作为靶标进行特异性引物与探针设计,通过引物和探针浓度以及退火温度的优化,构建N. perennans的ddPCR特异性检测体系。研究结果表明,N. perennans的ddPCR检测体系的绝对定量检测低限为0.16 copies/μL,最低基因组DNA检测浓度为10.0 pg/μL,与qPCR方法一致,在定量检测范围内的线性相关系数R2大于0.999,RSD小于25%,说明该检测体系的重复性较好,能够用于进口水果样品中苹果牛眼果腐病原多年明孢盘菌N. perennans的快速精准检测。
苜蓿轮枝菌Verticillium alfalfae是我国重要的进境植物检疫对象,能够对十几种作物造成严重危害。为了快速检测苜蓿轮枝菌,本研究选用苜蓿轮枝菌的特征序列扩增区域[sequence characterized amplified region (SCAR) marker]作为目标基因,设计了特异性引物Va-RPA-F/Va-RPA-R和CRISPR 引导RNA (Va-crRNA),建立了重组酶聚合酶等温扩增技术结合CRISPR-Cas12a的快速检测方法。对该检测体系的反应时间、组分浓度等进行优化,结果显示苜蓿轮枝菌基因组DNA在39 ℃恒温条件下扩增30 min后,其扩增产物用基于CRISPR-Cas12a的荧光法和侧向流层析试纸条两种方法检测,可检测到10.6 pg基因组DNA,其灵敏度与实时荧光定量PCR结果相当,加标回收实验结果证明本研究建立的方法可成功用于植物组织中苜蓿轮枝菌的快速检测。
小孔异担子菌Heterobasidion parviporum是一种侵染性强、危害大的针叶树腐朽菌,在我国尚未分布,有随进境木材传入我国的风险。为建立小孔异担子菌的竞争性等位基因特异性PCR (kompetitive allele specific PCR, KASP)检测方法,本研究对收集的异担子菌属及其近似属的223条基因进行多序列比较分析,从小孔异担子菌GAPDH基因筛选出1个SNP位点作为检测标记,然后参照KASP引物设计要求设计引物Hpar-FAM-F1、Hpar-HEX-F2、Hpar-R,用于该分子标记的KASP检测。测试结果表明,利用开发的分子标记可以成功将小孔异担子菌与变孔异担子菌、西方异担子菌等22种近似种明确分型,说明该标记特异性好;灵敏度测试发现,将小孔异担子菌DNA浓度从100 ng/μL按10倍梯度稀释后,10-4和10-5稀释梯度的DNA反应结果与双蒸水接近,说明该标记的检测最低浓度可达0.1 ng/μL。阳性样品模拟分别使用担子果粉末与木材混合提取DNA和直接在木材样品中添加小孔异担子菌DNA进行KASP检测,结果表明,模拟阳性样品与参照近似种在坐标轴上表现出典型的基因分型,该KASP标记可以准确鉴定针叶木材上的小孔异担子菌。因此,本研究建立的KASP方法可用于检测进境针叶材上的小孔异担子菌。
可可花瘿病致病菌白壳Albonectria rigidiuscula是我国进境植物检疫性有害生物,已在多个口岸植物入境产品中被截获,存在较大生物入侵风险。为探索口岸适用的现场快速检测技术,根据白壳翻译延长因子TEF1-α的基因序列,基于酶介导双重指数扩增核酸检测技术设计了针对白壳的5条DNA上游引物、6条DNA下游引物和4条RNA探针。通过筛选,获得了扩增效果最佳的上、下游DNA引物和RNA探针组合。灵敏度实验结果表明,其最低检测限量可达0.5 pg/uL。实际样品检测结果表明,该方法适用于口岸疑似携带有白壳样品的检测与初筛。该方法具有操作简便、耗时较短、特异性强等优点,整个反应过程仅需30 min,检测过程完全闭管且不需要PCR后续处理,为口岸现场白壳检测筛查提供了重要参考。
为确保对检疫性洋葱粉色根腐病病原土栖棘壳孢Setophoma terrestris进行准确快速的检测鉴定,本研究依据土栖棘壳孢模式菌株与近缘种在ITS序列上的差异位点,建立了该病菌基于TaqMan MGB探针的实时荧光定量PCR检测方法。该方法整个反应过程仅需约1 h,其最低检测限量可达1 pg/μL;优化后的反应条件下,引物终浓度为0.6 μmol/L,探针终浓度为0.6 μmol/L。该方法具有高度的准确性、快速性和灵敏度,不仅适用于纯培养菌株的检测,也能检测洋葱组织样品中的土栖棘壳孢,为农林业生产和海关检验检疫提供了技术手段。