文章引言
羊肚菌被譽為世界第五大名貴珍稀食用菌，具有重要的營養(yǎng)和經(jīng)濟價值；隨著人工栽培技術(shù)的不斷發(fā)展，種植面積的不斷擴大，業(yè)已成為食用菌產(chǎn)業(yè)的新寵，在脫貧攻堅及鄉(xiāng)村振興工程中發(fā)揮著重要作用。以侵染子實體為顯著特征的“白霉病”是羊肚菌種植過程的最重要的真菌病害。Diplo?spora longispora （長孢單隔孢）和Paecilomyces penicillatus（蟹爪擬青霉）都被認(rèn)為是“白霉病”的病原。“白霉病”的真正病原菌是哪個？其致病因子是什么？侵染對羊肚菌的品質(zhì)產(chǎn)生怎樣的影響？這些問題都亟待解決。然而，這兩個真菌分類地位存在爭議，限制了對其溯源、流行及致病機理的系統(tǒng)認(rèn)知。
研究發(fā)現(xiàn)
中國科學(xué)院微生物研究所劉宏偉研究員團(tuán)隊及南開大學(xué)劉杏忠教授團(tuán)隊2023年1月在Mycology期刊發(fā)表題為“Proposal of a new family Pseudodiplo?sporeaceae fam. nov. (Hypocreales) based on phylogeny of Diplo?spora longispora and Paecilomyces penicillatus”的研究論文。
該研究結(jié)合形態(tài)學(xué)、分子系統(tǒng)及演化時間研究了Diplo?spora longispora和Paecilomyces penicillatus及Hypocreales（肉座菌目）中的代表類群，建立了Pseudodiplo?spora （假單隔孢屬）和Zelopaecilomyces（類擬青霉屬）2個新屬及5個真菌新組合，同時將Diplo?spora longispora和Paecilomyces penicillatus更名為Pseudodiplo?spora longispora（長孢假單隔孢）和Zelopaecilomyces penicillatus（蟹爪類擬青霉）。
Mycology, 2023, 14(1):60-73
基于以上研究，作者提議在肉座菌目建立一個新科Pseudodiplo?sporeaceae（假單隔孢科）用于表征這些真菌的科水平分類地位。系統(tǒng)發(fā)育分析表明，Pseudodiplo?sporeaceae（假單隔孢科）與Hypocreaceae（肉座菌科）的真菌親緣關(guān)系更近。Hypocreaceae（肉座菌科）中許多真菌具有菌寄生性，包含多種重要食用菌病原。
在明確兩種“白霉病”的病原菌分類地位的同時，中國科學(xué)院微生物研究所劉宏偉團(tuán)隊針對羊肚菌的“白霉病”致病菌之一Pseudodiplo?spora longispora（長孢假單隔孢）在致病過程中產(chǎn)生的Peptaibols類抗菌肽展開了深入研究。該工作于2023年8月以題名“Identification and Characterization of Peptaibols as the Causing Agents of Pseudodiploo?spora longispora Infecting the Edible Mushroom Morchella”發(fā)表在Journal of Agricultural and Food Chemistry上。
Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2023, DOI: 10.1021/acs.jafc.3c05783
一般來說病原真菌通過分泌酶或次生代謝物來入侵宿主，以爭奪營養(yǎng)或生態(tài)位。該研究利用液質(zhì)聯(lián)用串聯(lián)質(zhì)譜（LC-MS/MS）比較了未被P. longispora侵染的羊肚菌, 被P. longispora侵染的羊肚菌, 及P. longispora提取物的差異，隨后綜合運用各種色譜分離技術(shù)和波譜學(xué)技術(shù)對差異化合物進(jìn)行了分離鑒定，確定了P. longispora能產(chǎn)生 4種含量較高的peptaibols類抗菌肽物質(zhì)，分別為Longisporin A、Septocylindrin B、Polysporin B、Alamethicin F-50。實驗室測試表明，它們都明顯地抑制羊肚菌菌絲生長。對比未受peptaibols處理的羊肚菌組織和細(xì)胞特征，peptaibols處理過的羊肚菌的子實體出現(xiàn)組織壞死癥狀，細(xì)胞壁疏松，細(xì)胞膜破裂，由此推定此類物質(zhì)是P. longispora侵染羊肚菌的毒力因子。此外，我們還發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)也可以破壞其他食用菌的子實體，并具有一定的溶血性，暗示感染“白毛病”的羊肚菌可能有食品安全風(fēng)險。結(jié)果為P. longispora的有效防控及其對羊肚菌安全性評價提供了依據(jù)。
以上工作闡明了羊肚“白毛病”病原真菌長孢假單隔胞菌的分類地位，證實了Peptaibols類抗菌肽是長孢假單隔胞侵染羊肚菌的毒力因子。這些研究結(jié)果將有助于羊肚菌病害準(zhǔn)確鑒定、溯源、病害流行及致病機理的解析，有助于促進(jìn)羊肚菌產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
這些工作主要由中國科學(xué)院微生物研究所劉宏偉團(tuán)隊副研究員孫敬祖、博士后陳保送、博士生董望完成，南開大學(xué)劉杏忠研究員、中國科學(xué)院昆明植物所趙琪正高級工程師及貴州理工大學(xué)盧永仲副教授參與了該項工作。
引用信息
Sun JZ, Yu S, Lu YZ, Liu HW, Liu XZ. 2023. Proposal of a new family Pseudodiplo?sporeaceae fam. nov. (Hypocreales) based on phylogeny of Diplo?spora longispora and Paecilomyces penicillatus. Mycology. 14(1): 60-73. DOI: 10.1080/21501203.2022.2143919
Dong W, Chen BS, Zhang R, Dai HQ, Han JJ, Lu YZ, Zhao Q, Liu XZ, Liu HW, Sun JZ. Journal of Agricultural and Food Chemistry Article ASAP. DOI: 10.1021/acs.jafc.3c05783
該工作得到了國家自然科學(xué)基金（32072645）、國家重點研發(fā)計劃 （2021YFC2300400|）及貴州省重點研發(fā)計劃（Qian Ke He Zhi Cheng [2021] Generally 200）項目支持。
