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感染瘟病的小麦(左)与健康小麦。图片来源:Alamy
本报讯 科学家警告说,一种威胁南美洲小麦生产的真菌病原体即将向全球传播。
4月11日,多位研究人员在《公共科学图书馆-生物学》报告称,在非洲和亚洲部分地区暴发的小麦稻瘟病菌,起源于南美洲的一个真菌家族。科学家称,这一谱系的病菌可能会波及其他地方,或者发展出令人担忧的特征,如抗杀菌剂等。
“这是一种非常严重的疾病,可能会传播到世界各地,威胁全球贫穷地区的小麦种植。”研究合著者、英国诺维奇塞恩斯伯里实验室植物病理学家Nick Talbot在近日召开的新闻发布会上说。
稻瘟病菌会感染野生和栽培作物,尤其是水稻和小麦。20世纪80年代,研究人员在巴西小麦中首次检测到这种病原体。此后,这种真菌就在南美洲蔓延,造成周期性暴发,限制了一些地区的小麦种植。
2016年,孟加拉国记录了亚洲第一次小麦瘟病的暴发,研究人员确定这是由一种与南美洲流行的小麦瘟病谱系相同的病菌引起的。两年后,稻瘟病菌首次到达非洲,造成赞比亚的小麦作物被感染。但目前尚不清楚该病原体是来自孟加拉国还是南美洲。
为了查明病原体来源,研究人员分析了500多个稻瘟病菌样本中的84个遗传标记,并对71个分离样本的基因组进行了测序。结果显示,赞比亚2018年和孟加拉国2016年的流行病均源于在南美洲流行的小麦瘟病谱系的不同分支。这一结论与去年6月发表的一项预印本研究结果相呼应。参与这项研究的伦敦大学学院进化遗传学家Hernán Burbano说,这表明来自南美洲的小麦瘟病菌株独立到达了非洲和亚洲,“也意味着人们正在以某种方式传播病原体”。
未参与该研究的瑞士苏黎世联邦理工学院植物病理学家Bruce McDonald认为,人类活动是罪魁祸首。
研究人员表示,进口受感染的种子可能是疫情暴发的原因。孟加拉国在小麦瘟病暴发的前一年从巴西进口了大量小麦种子,但病原体的确切来源尚不清楚。在巴西和玻利维亚都发现了相关谱系的菌株。
孟加拉国班加班杜·谢赫·穆吉布·拉赫曼农业大学生态化学家Tofazzal Islam在发布会上说,研究人员正利用基因组信息监测小麦瘟病在孟加拉国各地的传播情况。研究团队正在培育对该谱系病原体有抵抗力的小麦。
基因组分析还发现,虽然导致此次暴发的菌株仍然对某些杀菌剂敏感,但实验室研究表明,自发突变可能会产生耐药性。这种通过克隆自身进行繁殖的菌株,可以通过与另一谱系的稻瘟病菌繁殖获得新性状。研究人员发现,小麦瘟病菌株可以与感染非洲谷子的瘟病菌株繁殖。
McDonald说,应该努力根除孟加拉国和赞比亚的小麦瘟病。但他对基因组监测能在多大程度上减缓真菌传播持怀疑态度。他说,全球资金削减意味着关注和报告新出现的植物病害的科学家越来越少。“全球监测严重不足,无法在新的疾病暴发前发现它们。”(李木子)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002052
《中国科学报》 (2023-04-13 第2版 国际)