基因组水平上痂囊腔菌属真菌的系统发育研究

Elsinoë Racib. belongs to Myriangiales, Dothideomycetes, Pezizomycotina, Ascomyta. Most Elsinoë species have been reported as plant pathogens and cause scab and spot anthracnose on many plants, causing serious economic losses. But the systematic studies of this genus are not complete and many new species were proposed based on new hosts were found..Previously, we have systemically collected existing information about the reported Elsinoë species, including species list, host, distribution, type specimen, anamorph Sphaceloma, references, sequences from NCBI, etc. Samples from infected peanut, orange, lemon and pomelo in Fujian and Zhejiang province have also been collected. Pure cultures and multi-loci sequences (e.g. ITS, β-tubulin, RPB2, TEF) of the samples have been obtained. Moreover, the whole genome of Elsinoë arachidis (strain isolated from infected peanut in Longyan) has been sequenced..Based on previous studies, this project will further focus on the systematic investigation, study and classification of Elsinoë fungi, through a series of type specimens, fresh collected samples, morphological character observation, whole genome sequencing of 16 representative species and multi-loci phylogenetics, hoping to confirm the classification criteria of Elsinoë, host range of a specific species and the relationship among different species..The results of this project will have important scientific guiding significance for systematical collection and preservation of Elsinoë samples, species identification, biodiversity research and the prevention and control of the diseases caused by Elsinoë species.

痂囊腔菌属隶属于子囊菌门盘菌亚门座囊菌纲多腔菌目，可引起多科植物的疮痂病、黑痘病等，造成严重的经济损失。目前对该属的系统研究还不够完善，而该属很多新种的发表都是跟新的寄主有关。本课题组前期系统整理了目前该属的寄主、分布地、模式标本、无性阶段特征、已有的参考文献序列等信息，并在福建和浙江多地采集了花生、柑橘、柠檬、柚子等疮痂病的样品，得到了病样的纯培养物及其多基因序列（ITS、β-tubulin、RPB2、TEF等），还对花生痂囊腔菌进行了全基因组测序。本项目拟在此基础上，通过模式标本研究、新鲜标本采集、形态特征观察、16个代表种全基因组和多基因分子系统发育分析等，对痂囊腔菌属真菌进行系统的调查、研究和分类，并最终明确痂囊腔菌属真菌的分种依据、病原菌的寄主范围以及痂囊腔菌属不同种之间的亲缘关系。所得研究结果将对痂囊腔菌属引起的病害的防治、真菌资源的系统收集与保存、物种鉴定等有重要指导意义。

本项目从以下3个方面对痂囊腔菌属真菌及其无性阶段痂圆孢属进行了系统研究，具体结果如下：.1、馆藏标本的研究：我们研究了从美国不同标本馆借用的112份模式标本和从中科院微生物研究所真菌标本馆借用的77份标本，发现存放于标本馆的痂囊腔菌属及其无性阶段痂圆孢属的标本因为年代比较久远，大都出现病状明显，但是产孢结构或孢子等有分类意义的形态特征却鲜有发现。.2、新鲜标本的采集、纯菌株的获得和形态特征观察记录：通过寄主组织的分离和培养，从12种寄主植物上共获得了11种痂囊腔菌属真菌共计24个菌株，也就是Elsinoë arachidis、E. araliae、E. ampelina、E. annonae、E. asteris、E. batatas、E. bombacis、E. cinnamomi、E. citricola、E. fawcettii、E. osmanthus，包括了1个新种（暂定名为Elsinoë osmanthus J.Y. Su & H.L. Hu）、2个新组合[Elsinoë asteris (Sawada) J.Y. Su & H.L. Hu和Elsinoë bombacis (Wani & Thirum) J.Y. Su & H.L. Hu]、3个寄主新纪录(油茶上的E. annonae、白花泡桐上的E. araliae和花叶榕上的E. citricola)和5个首次在中国被报道的种(E. annonae、E. araliae、E. asteris、E. bombacis和E. citricola)。该属真菌在人工培养基上长得非常慢，且不易产孢，本研究优化了11种痂囊腔菌的菌丝生长和产孢培养条件。.3、多基因系统发育分析和全基因组测序及分析：本研究对获得的24个菌株做了3基因（ITS, rpb2和TEF1-α）联合的系统发育树，结果跟Fan等（2017）的大致相同，不过在一些分支上有出入。到目前为止，本研究已获得了7个痂囊腔菌属真菌的11个菌株的全基因组序列，经过分析建树，再跟3基因的系统发育树做比较，发现相近的种聚在一起，但是系统发育树的拓扑结构不同说明少数几个保守基因的分类遗传信息比较少，需要更多基因更大尺度的变异来确定。.本项目的研究成果将为痂囊腔菌属真菌资源的系统收集与保存、物种鉴定、生物多样性研究以及痂囊腔菌属真菌病害的防治奠定坚实的理论基础