文章引言
羊肚菌被譽為世界第五大名貴珍稀食用菌，具有重要的營養和經濟價值；隨著人工栽培技術的不斷發展，種植面積的不斷擴大，業已成為食用菌產業的新寵，在脫貧攻堅及鄉村振興工程中發揮著重要作用。以侵染子實體為顯著特征的“白霉病”是羊肚菌種植過程的最重要的真菌病害。Diplo?spora longispora （長孢單隔孢）和Paecilomyces penicillatus（蟹爪擬青霉）都被認為是“白霉病”的病原。“白霉病”的真正病原菌是哪個？其致病因子是什么？侵染對羊肚菌的品質產生怎樣的影響？這些問題都亟待解決。然而，這兩個真菌分類地位存在爭議，限制了對其溯源、流行及致病機理的系統認知。
研究發現
中國科學院微生物研究所劉宏偉研究員團隊及南開大學劉杏忠教授團隊2023年1月在Mycology期刊發表題為“Proposal of a new family Pseudodiplo?sporeaceae fam. nov. (Hypocreales) based on phylogeny of Diplo?spora longispora and Paecilomyces penicillatus”的研究論文。
該研究結合形態學、分子系統及演化時間研究了Diplo?spora longispora和Paecilomyces penicillatus及Hypocreales（肉座菌目）中的代表類群，建立了Pseudodiplo?spora （假單隔孢屬）和Zelopaecilomyces（類擬青霉屬）2個新屬及5個真菌新組合，同時將Diplo?spora longispora和Paecilomyces penicillatus更名為Pseudodiplo?spora longispora（長孢假單隔孢）和Zelopaecilomyces penicillatus（蟹爪類擬青霉）。
Mycology, 2023, 14(1):60-73
基于以上研究，作者提議在肉座菌目建立一個新科Pseudodiplo?sporeaceae（假單隔孢科）用于表征這些真菌的科水平分類地位。系統發育分析表明，Pseudodiplo?sporeaceae（假單隔孢科）與Hypocreaceae（肉座菌科）的真菌親緣關系更近。Hypocreaceae（肉座菌科）中許多真菌具有菌寄生性，包含多種重要食用菌病原。
在明確兩種“白霉病”的病原菌分類地位的同時，中國科學院微生物研究所劉宏偉團隊針對羊肚菌的“白霉病”致病菌之一Pseudodiplo?spora longispora（長孢假單隔孢）在致病過程中產生的Peptaibols類抗菌肽展開了深入研究。該工作于2023年8月以題名“Identification and Characterization of Peptaibols as the Causing Agents of Pseudodiploo?spora longispora Infecting the Edible Mushroom Morchella”發表在Journal of Agricultural and Food Chemistry上。
Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2023, DOI: 10.1021/acs.jafc.3c05783
一般來說病原真菌通過分泌酶或次生代謝物來入侵宿主，以爭奪營養或生態位。該研究利用液質聯用串聯質譜（LC-MS/MS）比較了未被P. longispora侵染的羊肚菌, 被P. longispora侵染的羊肚菌, 及P. longispora提取物的差異，隨后綜合運用各種色譜分離技術和波譜學技術對差異化合物進行了分離鑒定，確定了P. longispora能產生 4種含量較高的peptaibols類抗菌肽物質，分別為Longisporin A、Septocylindrin B、Polysporin B、Alamethicin F-50。實驗室測試表明，它們都明顯地抑制羊肚菌菌絲生長。對比未受peptaibols處理的羊肚菌組織和細胞特征，peptaibols處理過的羊肚菌的子實體出現組織壞死癥狀，細胞壁疏松，細胞膜破裂，由此推定此類物質是P. longispora侵染羊肚菌的毒力因子。此外，我們還發現這些物質也可以破壞其他食用菌的子實體，并具有一定的溶血性，暗示感染“白毛病”的羊肚菌可能有食品安全風險。結果為P. longispora的有效防控及其對羊肚菌安全性評價提供了依據。
以上工作闡明了羊肚“白毛病”病原真菌長孢假單隔胞菌的分類地位，證實了Peptaibols類抗菌肽是長孢假單隔胞侵染羊肚菌的毒力因子。這些研究結果將有助于羊肚菌病害準確鑒定、溯源、病害流行及致病機理的解析，有助于促進羊肚菌產業的健康發展。
這些工作主要由中國科學院微生物研究所劉宏偉團隊副研究員孫敬祖、博士后陳保送、博士生董望完成，南開大學劉杏忠研究員、中國科學院昆明植物所趙琪正高級工程師及貴州理工大學盧永仲副教授參與了該項工作。
引用信息
Sun JZ, Yu S, Lu YZ, Liu HW, Liu XZ. 2023. Proposal of a new family Pseudodiplo?sporeaceae fam. nov. (Hypocreales) based on phylogeny of Diplo?spora longispora and Paecilomyces penicillatus. Mycology. 14(1): 60-73. DOI: 10.1080/21501203.2022.2143919
Dong W, Chen BS, Zhang R, Dai HQ, Han JJ, Lu YZ, Zhao Q, Liu XZ, Liu HW, Sun JZ. Journal of Agricultural and Food Chemistry Article ASAP. DOI: 10.1021/acs.jafc.3c05783
該工作得到了國家自然科學基金（32072645）、國家重點研發計劃 （2021YFC2300400|）及貴州省重點研發計劃（Qian Ke He Zhi Cheng [2021] Generally 200）項目支持。
