西北农林科技大学 植物保护学院

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我院孙广宇教授团队在苹果轮纹病菌线粒体基因组进化方面取得新进展

作者:刘小凤 梁晓飞   来源:   发布日期:2021-06-03  浏览次数:

近日,植物保护学院孙广宇教授团队在《Environmental Microbiology》期刊在线发表了题为“Comparison of mitochondrial genomes provides insights into intron dynamics and evolution in  Botryosphaeria dothidea and  B. kuwatsukai ”的研究论文。我院已毕业博士研究生王博为论文第一作者,孙广宇教授为通讯作者。

该研究测序了苹果轮纹病病原葡萄座腔菌( Botryosphaeria dothidea )和粗皮葡萄座腔菌( B. kuwatsukai )的线粒体基因组序列,并在群体水平上比较分析了线粒体基因组的结构差异和内含子进化。发现两物种的线粒体基因组内含子数目显著扩张,内含子获得或丢失是基因组大小差异的主要原因。在两个物种线粒体基因组内,都发现多种内含子分布模式,这些分布模式有望开发为种群多样性生态学研究新的“分子标记”。另外,线粒体基因系统发育支持葡萄座腔菌和粗皮葡萄座腔菌是独立物种。

苹果轮纹病是一种世界性病害,从1907年日本最早报道果实轮纹病到现在已有一百多年的历史。欧美国家称之为苹果白腐病(white rot),中国、日本等东亚国家称之为轮纹病(ring rot, rinmon-byo )。苹果轮纹病病原名称使用十分混乱, B. berengeriana , B. dothidea , B. berengeriana  f. sp.  piricola , Macrophama kawatsukai 及 Physalospora piricola 等都被广泛使用。世界上对苹果轮纹病与白腐病是否一种病害,两种病害由一种病原还是不同病原引起一直争论不休。孙广宇教授团队通过多年研究,发现“苹果轮纹病”由两种病原菌葡萄座腔菌( B. dothidea )和粗皮葡萄座腔菌( B. kuwatsukai )引起,它们在分子系统演化、致病性、寄主范围、生物特性等方面都存在显著差异;比较基因组分析也发现,两种病原菌大约在两百万年前分化成独立物种;本研究进一步发现线粒体基因结构系统演化也支持两个物种的分化。这些研究相互印证,给百年来争论的轮纹病问题一个圆满的答案:发生在东亚地区的苹果“轮纹病( rinmon-byo )”与欧美的白腐病是同一种病害,但都由两种病原引起。该研究成果也为我国苹果出口扫除了检疫上的障碍。

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本研究得到农业部和财政部苹果产业体系和国家自然科学基金委的资助。

论文链接:https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1111/1462-2920.15608

编辑:刘小凤     终审:郭军