研究人员组装了病原体“生命树”

研究人员提供开放获取工具，以捕获全球植物破坏者疫霉菌的新数据。

　　

一种新的在线工具——首个用于植物病原体的在线工具——将帮助全球各地的研究人员识别、检测和监测疫霉物种。疫霉是导致植物疾病的罪魁祸首，从19世纪40年代毁灭性的爱尔兰土豆饥荒，到至今仍困扰着西海岸橡树种群的橡树猝死。

新的病原体“生命树”提供了关于超过192个正式描述物种的大量信息，包括它们的进化史和群体内的关系，以及其他30多个非正式描述的分类单元。它还包括来自每个物种遗传蓝图或基因组上几个位置的基因序列数据。其他重要数据包括每个物种的全球位置、携带病原体的植物以及病原体在其宿主植物中的位置。

“我们采用所有已知的疫霉物种，并使用我的同事Ignazio Carbone开发的基于树的对齐选择器(T-BAS)工具包将它们放入一个活的‘生命树’中，”北卡罗来纳州立大学威廉·尼尔·雷诺兹植物病理学杰出教授Jean Ristaino说，他在PLOS ONE上发表了一篇描述该工具的论文。“研究人员可以将新出现的威胁物种放入开放获取树中，并查看哪些群体正在扩张和进化。”

这种新工具将允许研究人员实时更新植物疾病信息。

“预防疾病爆发的真正关键是在爆发发生之前抓住信号，”负责北卡罗来纳州新发植物疾病和全球粮食安全集群的里斯坦诺说。“T-BAS可以作为疾病监测和找出下一个可能出现的新谱系的工具。研究人员可以查询这个数据库，这棵树将包含新物种。”

疫霉属的第一个物种，或“植物破坏者”，在1876年被描述和命名。疫霉菌存在于空气、土壤和水中，可引起粮食作物、观赏植物和树木的疾病。

“自2000年以来，已经发现了大约150个新的疫霉菌物种，”北卡罗来纳州立大学博士生艾莉森·库姆伯说，他与团队一起开发了这个工具。

“这是一个数量异常庞大的植物病原体物种，”里斯泰诺说。“许多疫霉物种的寄主范围很广，所以它们可以在更广阔的地区‘移动’。”

Ristaino于2001年在《自然》杂志上发表了一篇论文，确定了导致爱尔兰马铃薯饥荒的疫霉菌菌株，他希望最终将物理地图与T-BAS数据整合起来，以帮助更好地监测州或国家之间的病原体。

“我们挖掘了所有关于疫霉菌的公开数据，”里斯泰诺说。“合作和共享数据比保密更有意义。”

Ristaino补充说，疫霉菌T-BAS工具保存在DeCIFR网站门户网站上，可通过北卡罗莱纳州综合真菌研究中心获得，该中心探索真菌及其在农业、动物、环境和人类卫生系统中发挥的作用。有关使用该工具的进一步信息可在利斯坦诺实验室网站上找到。

Coomber是这篇论文的第一作者。Ristaino实验室经理Amanda Saville和植物病理学教授兼北卡罗莱纳州综合真菌研究中心主任Ignazio Carbone也共同撰写了这篇论文。这项工作由美国国家科学基金会国家研究培训补助金奖No. 1828820和美国农业部APHIS植物保护法案7721拨款AP21PPQ&ST000020和AP21PPQ&ST000062资助。

Journal Reference:

1. Allison Coomber, Amanda Saville, Ignazio Carbone, Jean Beagle Ristaino. An open-access T-BAS phylogeny for emerging Phytophthora species. PLOS ONE, 2023; 18 (4): e0283540 DOI: 10.1371/journal.pone.0283540