甘肃省药用植物病原壳针孢属真菌分类和系统发育研究

Classification of Septoria is generally based on spore proliferation and the characteristics of spores; and the host genera decide the species of Septoria. Such classification system leads to the difficulty in identifing the pathogen of the more than 30 species of Septoria on medicinal plants of Gansu Province and result in the difficulty in controling of such diseases. Due to the above reasons, the following work on Septoria on medicinal plants of Gansu Province will be done by means of Plant Pathology, Taxonomy of fungi and the theories, ideas and techniques in Molecule Biology: (1) comparison of the biological characteristics and the cultivative characteristics of Septoria on different culture media; (2) test of the host scope of Septoria; (3) to decide the squences of locus of SSU, LSU, ITS, mitSSU, EF 1-α, PB1 and RPB2; (4) to find effective locus and its combination for the purpose of verifying Septoria; and (5)to identify the species of Septoria on medicinal plants of Gansu Province. Integrate the traditional classification methods with the molecular phylogenetic framework of Septoria, making the classification system become more reasonable with genetic principles.

目前壳针孢属真菌分类普遍以产孢方式为基础，并考虑分生孢子的特征；在种级分类上，通常以寄主属为基础。这种分类方式导致甘肃省的30多种药用植物病原壳针孢属真菌出现同物异名和待定种，使分类十分混乱，不利于病害防治。为此，本课题拟借鉴植物病理学、真菌分类学及分子生物学的理论和技术手段，针对甘肃省药用植物病原壳针孢属真菌开展如下研究：(1)生物学特性及其在不同培养基上的培养特性比较；(2) 寄主专化性和寄主范围测定；(3) 扩增LSU、ITS、EF 1-α、RBP2四个基因位点序列，构建系统发育树，进行壳针孢属真菌与相似属系统发育研究；(4)找到鉴定壳针孢属真菌比较有效的基因位点或组合；(5) 鉴定甘肃省药用植物病原壳针孢属真菌。本研究将系统地把壳针孢属真菌传统分类方法和分子发育框架结合起来，为该属真菌更加符合自然遗传规律分类体系的构建提供科学依据。

壳针孢属真菌是植物叶斑病主要病原，长期以来该属真菌鉴定主要依据寄主属的分类地位。这种分类方式导致甘肃省的30多种药用植物病原壳针孢属真菌出现同物异名和待定种，使分类十分混乱，不利于病害防治。本研究通过形态学和系统发育学的方法与技术相结合，对甘肃省药用植物壳针孢属真菌病原多基因位点测序，观察自然和培养条件下的形态指标、测定寄主范围及生物学特性，对甘肃省药用植物病原壳针孢属真菌分类和系统发育进行研究。结果如下：（1）通过对21株壳针孢属分离物进行了活体及离体的形态描述，生物学特性比较，同时对五个基因位点，LSU、ITS、EF-1a、RPB2和BTUB的扩增和测序，与Genbank中317株菌共同构建多基因位点系统发育树，发现甘肃省药用植物壳针孢属真菌主要分布在三个属中：壳针孢属Septoria,、亚球壳属Sphaerulina和小尾孢属Cercospolla。发现并报道了新种大黄壳针孢（Septoria palmatum Yan Wang, sp. nov.）；首次报道。娥参壳针孢（S. anthrisci）侵染当归和北沙参，蓝盆花壳针孢（S. scabiosicola）侵染川续断引起斑枯病；（2）确定ITS和LSU以及TEF-1和BTUB分别是鉴定壳针孢属真菌属和种的有效基因位点，四个位点组合是鉴定壳针孢属真菌比较有效的基因位点。（3）壳针孢属真菌普遍生长缓慢，菌丝生长、产孢和孢子萌发均需要较低的温度（15-20℃ ）和持续的露水，光照条件可促使大部分壳针孢属真菌菌丝生长和产孢，对酸碱条件不敏感，孢子萌发明显需要一定的营养条件；（4）寄主范围和专化性实验表明，壳针孢属真菌普遍具有较窄的寄主范围，寄生范围一般不会跨越寄主科。但是在系统发育树中个别菌在其他分支，需要后期实验进一步研究；(5) 通过本研究共鉴定了37科99种药用植物的297种病害，其中壳针孢属真菌引起12个科24种药用植物病害。本研究结果，为球壳孢目及其他近似属真菌的分类提供一定的技术和理论支持，对壳针孢属真菌符合遗传规律的科学分类体系的提出提供了一定的探索性的成果，同时也为有效防治由壳针孢属真菌引起的甘肃省药用植物病害提供理论基础。