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秦岭中分布多种卵菌

中国微生物学会
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卵菌(Oomycota),属于色藻界,是一类类真菌真核微生物,在陆地和水生生态系统中普遍存在。该类群不仅对农林业生产危害严重,而且对自然生态系统稳定、生物多样性保护等极易造成负面影响。其中以霜霉目中的疫霉属(Phytophthora)和腐霉属(Pythium)最具代表性。

“Phytophthora”在希腊语中意为植物破坏者。致病疫霉是第一个被鉴定的疫霉。该种是马铃薯晚疫病的病原,曾在19世纪的爱尔兰地区导致马铃薯近乎绝产,很多居民被饿死,引发了轰动全球的“爱尔兰大饥荒”。至此以后,疫霉逐渐被重视,目前正式发布的种达到212个。腐霉属在1858年被创建,该属大多数物种可引起猝倒、根腐、基腐及果腐等植物病害,目前已正式发表221种。鉴于卵菌极强的危害性,世界各国不断加强对本地自然生境的调查力度,并密切关注国际贸易中可能引发的卵菌入侵危机。2021年版《中华人民共和国进境植物检疫性有害生物名录》中包含了11种疫霉和1种腐霉。

秦岭是我国南北地理和气候分界线,兼具中国南北植物区系,同时也是我国生物多样性保护优先区域之一,具有水源涵养、生物多样性保护及水土保持等重要生态服务功能,是国家重要生态安全屏障。研究表明,秦岭属于疫霉等重要卵菌的主要适生区之一。作者所属课题组通过调查发现,秦岭地区存在多样的卵菌种类。通过对陕西省秦岭地区18个森林样点进行调查发现,仅疫霉属种类达到28种,并且在南坡和北坡呈现不同的种类组成,南坡的物种丰富度更高。从经度上来看,秦岭中部地区物种丰富度水平最高,可能与该地区更适宜的生境特征有关。

此外,多样的形态特征和侵染能力是卵菌适应不同地理环境和宿主的重要基础。大部分卵菌包括无性生殖和有性生殖两种生活史过程。孢子囊、游动孢子及厚垣孢子等无性器官,以及藏卵器、雄器及卵孢子等有性器官是卵菌鉴定的重要依据。以作者从秦岭森林土壤中分离的疫霉Ph. pini和腐霉Py. anandrum为例,疫霉P. pini在V8培养基上呈现花瓣状的菌落形态,孢子囊为半乳突、呈卵圆形,卵孢子光滑且大多满器,雄器主要侧生生长(图1)。而腐霉Py. anandrum表现为辐射状菌落形态,并伴有少量气生菌丝,孢子囊为椭圆形或者稍有伸长,藏卵器为球形,表面不光滑且具有圆锥形的刺,卵孢子为满器(图1)。

总而言之,卵菌作为重要植物病原微生物类群之一,对农林生态系统的危害不容忽视。在我国森林生态系统尤其是核心自然保护区中开展卵菌类群的调查,明确卵菌的种类、分布特征及生态功能等工作,对预防卵菌病害发生、植物资源保护及生态文明建设具有重要的科学意义。

图1 疫霉与腐霉的形态特征(本文图片均由作者拍摄)

a, V8培养基菌落形态;b, 孢子囊;c & d,藏卵器、雄器及卵孢子

参考文献:

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作者简介:

李明珠,男,陕西师范大学生命科学学院教授、博士生导师,中国微生物学会会员、陕西省微生物学会会员。主要从事卵菌分类、病害防治及生态功能研究,主持完成国家自然科学基金面上项目及其他课题10余项,发表论文40余篇。