水稻稻瘟病菌 Pyricularia oryzae 的种群结构与寄主异质性增强的关系

由 root 提交于 周四, 10/15/2026 - 05:05
摘要

在病原体涌现威胁全球粮食安全的背景下,作物对病原体的抗性对于预防和控制疫情至关重要。与种植结构单一的农业生态系统相比,作物种内种植多样性较高的农业生态系统预计更能缓解传染性病害。然而,长期种植基因型异质性对病原体种群的影响仍存在争议。中国拥有1300年历史的元阳梯田(YYT)传统农业生态系统展现出极高的水稻多样性。该地区曾发现稻瘟病菌(Pyricularia oryzae),因此是研究长期异质化种植对植物—病原体协同进化影响的理想场所。本研究分析了来自元阳梯田的94个稻瘟病菌基因组,并将其与代表全球多样性的198个基因组进行比较。我们发现,元阳梯田稻瘟病菌的基因组多样性水平较高。该物种的全球多样性分为四个谱系,而我们在元阳梯田检测到七个谱系,其中四个仅见于该地区。元阳梯田分离株的采样时间跨度为2009至2017年,提供了足够的时间信号,可用于推定分离株系统发育树中各节点的年代。地方性谱系似乎形成于数百年前,但晚于元阳梯田本身的起源。我们还检测到全球性谱系近期传入该地区的现象。连锁不平衡分析和体外杂交实验表明,稻瘟病菌在元阳梯田以无性方式繁殖。这些结果表明,元阳梯田长期保持的作物种内多样性促进了高度多样且适应本地环境的病原体种群的形成与维持。

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关键词:稻瘟病菌 · 种群结构 · 寄主异质性 · 基因组多样性 · 植物病原体 · 协同进化

原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.16.726802v1?rss=1