近日，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所糧食作物真菌病害監(jiān)測與防控創(chuàng)新團(tuán)隊在《Advanced Science》（JCR1區(qū)，IF=“14.3）期刊上發(fā)表了題為”Adaptation“ of Fusarium Head Blight Pathogens to Changes in Agricultural Practices and Human Migration”的研究論文。該研究通過對小麥赤霉菌大范圍實地調(diào)查，結(jié)合病菌群體基因組學(xué)和人類歷史學(xué)關(guān)聯(lián)分析發(fā)現(xiàn)，中國歷史上人類大規(guī)模遷徙導(dǎo)致農(nóng)業(yè)耕作制度改變，從而顯著影響了小麥赤霉菌群體進(jìn)化和生態(tài)適應(yīng)性。

 

　　由鐮孢菌引起的赤霉病是小麥生產(chǎn)上重要病害之一，廣泛分布于世界濕潤和半濕潤地區(qū)。近年來小麥赤霉病在中國發(fā)生范圍不斷擴(kuò)大、流行頻率明顯升高，因病害造成的產(chǎn)量損失和毒素污染嚴(yán)重影響我國糧食安全和食品安全。我國南方地區(qū)是小麥赤霉病的重災(zāi)區(qū)，該地區(qū)小麥赤霉菌群體遺傳結(jié)構(gòu)及其演化歷史尚不清楚。

 

　　研究表明亞洲鐮孢菌是我國南方地區(qū)小麥赤霉病的優(yōu)勢病原菌。從江蘇、安徽、湖北、湖南、廣西、江西、福建、四川和重慶等9個?。ㄊ校?000余份亞洲鐮孢菌標(biāo)樣中選取245個代表性菌株進(jìn)行全基因組測序，并構(gòu)建了亞洲鐮孢菌泛基因組。通過對病菌群體分化與進(jìn)化歷史分析，發(fā)現(xiàn)亞洲鐮孢菌群體在過去一萬多年的進(jìn)化與人類活動引起的農(nóng)業(yè)耕作制度變化密切相關(guān)。由于戰(zhàn)爭導(dǎo)致的人口南遷，農(nóng)業(yè)耕作制度從單一種植水稻轉(zhuǎn)變?yōu)樾←?水稻輪作，在稻麥輪作的選擇壓力下，病菌群體進(jìn)化形成了對小麥具有更高毒力的赤霉菌亞群體。對來自日本、巴西和美國菌株的全基因組分析，進(jìn)一步證實了小麥赤霉菌對人類遷徙及農(nóng)業(yè)耕作制度變革的適應(yīng)性。與此同時，通過對病原菌毒素化學(xué)型構(gòu)成、群體基因組一致性和氣流軌跡綜合分析，在國際上首次發(fā)現(xiàn)半活體營養(yǎng)型真菌可以進(jìn)行超過250公里的遠(yuǎn)距離傳播，提出小麥赤霉病流行學(xué)的新見解。研究結(jié)果對于指導(dǎo)病害測報與防控具有重要科學(xué)意義。

 

　　中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所為論文第一完成單位，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所和瓦赫寧根大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士研究生楊美欣為論文的第一作者，瓦赫寧根大學(xué)的Theo van der Lee高級研究員、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所張昊副研究員和陳萬權(quán)研究員為通訊作者，馮潔研究員、劉太國研究員參與了該項研究工作。該研究得到國家重點研發(fā)計劃（2022YFD1400100）、新疆維吾爾自治區(qū)重點研發(fā)計劃（2022B02015-3）、國家自然科學(xué)基金項目（32172379）和國家小麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)項目（CARS-03）的資助。

 

　　文章鏈接：http://doi.org/10.1002/advs.202401899