科学家确认埃塞俄比亚小麦病害暴发背后出现新镰刀菌物种

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镰刀菌穗腐病(FHB)是一种对小麦具有破坏性的病害,可导致减产,并可能使粮食受到对人畜有害的真菌毒素污染。该病害被认为对全球小麦生产构成持续威胁,也给种植、粮食处理及食品安全带来挑战。

美国农业部农业研究服务局(USDA-ARS)位于明尼苏达州圣保罗的谷物病害实验室研究人员牵头的一项研究近日发表于《植物病害》杂志。研究聚焦2022年埃塞俄比亚一次严重FHB暴发事件,提出了新的调查结果,并确认了一个可能具有更广泛影响的新兴真菌病原体。

研究指出,埃塞俄比亚过去基本未出现重大FHB暴发,但在2022年,病害发生率最高达到80%,部分田块的病害严重度达到100%。为查明此次暴发的病原构成,研究团队采集受感染小麦样本并分离致病真菌,随后开展DNA测序与基因组分析。

分析结果显示,样本中存在镰刀菌赤霉病种复合体内的多个物种。该复合体包含一组在全球范围内已知可引发FHB的真菌。研究同时确认了一个此前未被描述的新物种,并将其正式命名为镰刀菌基斯特勒氏菌(Fusarium kistleri)。

USDA-ARS圣保罗谷物病害实验室研究科学家米尔顿·德罗特(Milton Drot)在论文相关表述中称,此次调查揭示了新兴植物病原体在快速变化的农业系统中如何发展,并可能对全球小麦生产带来威胁;通过对暴发事件的追踪,团队识别出异常的病原体群体,包括一个此前未描述的镰刀菌物种,并进一步理解病原体多样性与病害暴发之间的关系。

除病原鉴定外,研究团队还对粮食样本中的真菌毒素进行了检测。结果显示,多数样本的毒素水平相对较低,但部分粮食样本检出多种毒素共存,其中一部分样本的毒素水平超过国际推荐的人畜安全摄入阈值。

研究还在多份样本中发现常见真菌属Epicoccum。研究人员称,该真菌单独致病性较轻,但实验结果显示,当小麦已被镰刀菌感染时,Epicoccum可能会轻微加重病害严重度,提示不同微生物之间的相互作用可能影响植物病害暴发过程。

德罗特表示,全球病原体群体持续演化,并可能通过贸易与农业扩张跨区域传播;对海外暴发事件的研究可作为预警手段,用于识别新兴病原体、毒素风险与病害动态,从而在其进入北美小麦系统之前为美国农业提供保护。

研究人员同时指出,持续监测病原体多样性以及微生物间相互作用,对于预测未来暴发并维护全球小麦供应具有重要意义。


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