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为解决真菌分类及生物防治问题,研究人员开展了对中国华东土壤中真菌菌株的研究。通过多基因系统发育分析和形态学研究,鉴定出两种新拟青霉属物种 L. anqingense sp. nov. 和 L. renii sp. nov. ,且二者对害虫有致病性,为生物防治提供了资源。
在广袤的大自然中,微生物的世界神秘而又充满无限可能。真菌作为其中的重要成员,在生态系统中扮演着多样的角色,尤其是昆虫病原真菌,在害虫防治领域备受瞩目。拟青霉属(Lecanicillium)便是这样一类具有特殊意义的真菌,它属于虫草菌科(Cordycipitaceae),广泛分布于土壤和各类生物体中。自 2001 年拟青霉属建立以来,已报道了 38 个物种,但仍有许多未知等待探索。
在害虫防治方面,化学农药长期使用带来了环境污染、害虫抗药性等诸多问题。而昆虫病原真菌因其环境友好、宿主范围广、不易产生抗药性等优势,成为绿色害虫治理的关键力量。拟青霉属真菌对多种害虫如蚜虫、蓟马等有防治效果,还具有抗菌特性,在生物防治剂开发上潜力巨大。然而,目前拟青霉属在分类学上还存在诸多难题,比如近缘物种难以区分,属的界限也不够明确。为了深入挖掘拟青霉属真菌的潜力,解决分类学困境,华南农业大学植物保护学院、国家绿色农药重点实验室的研究人员展开了一项重要研究,相关成果发表在《BMC Microbiology》上。
研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。从中国华东地区(安徽、浙江和江西)的土壤样本中分离出 AH13B2、AH08C5、ZJ08C4 和 JX15A210 等菌株。通过多基因(ITS、LSU、SSU 和 TEF)系统发育树构建,结合形态学分析,对这些菌株进行鉴定。同时,开展毒力测定实验,评估新菌株对大蜡螟(Galleria mellonella)和萝卜蚜(Lipaphis erysimi)的致病能力。
下面来看具体的研究结果。在系统发育分析方面,研究人员以虫草菌(Cordyceps militaris)菌株 CBS178.59 为外群,对 46 个菌株进行多基因系统发育分析。结果显示,新获得的菌株分布在不同分支,AH13B2 和 AH08C5 形成一个支持度高的分支,JX15A210 和 ZJ08C4 也形成一个独特且支持度高的分支,这表明它们属于新物种。
分类学研究上,确定了两个新物种。L. anqingense sp. nov. ,其模式菌株 AH13B2 分离自安徽安庆市森林土壤,在不同培养基上菌落形态各异,如在 PDA 培养基上菌落呈规则圆形、白色、表面光滑,反面颜色交替等。它与 L. psalliotae 密切相关,但在分生孢子和分生孢子梗大小以及基因区域核苷酸序列上存在差异。L. renii sp. nov. ,模式菌株 JX15A210 分离自江西赣州市宁都县作物土壤,在不同培养基上也有独特的菌落特征,与 L. anqingense 在菌落特征、分生孢子梗和分生孢子大小以及基因区域核苷酸序列上有所不同。
毒力测定实验表明,两种新真菌菌株对大蜡螟幼虫均有一定致病作用,处理 13 天后校正死亡率超 60%,L. renii JX15A210 和 L. anqingense AH13B2 的半数致死时间(LT50)分别为 8.06 天和 10.63 天。对萝卜蚜同样具有毒力,处理 7 天后校正死亡率超 80%,L. renii JX15A210 和 L. anqingense AH13B2 的 LT50分别为 4.18 天和 5.07 天。
综合研究结论与讨论部分,研究人员通过多基因系统发育树分析和形态学研究,成功鉴定出拟青霉属的两个新物种 L. anqingense sp. nov. 和 L. renii sp. nov. 。这一发现丰富了中国真菌种质资源,为生物防治剂开发提供了新的遗传资源。两种新菌株对大蜡螟和萝卜蚜的致病力研究,为进一步研究其对其他农业害虫的生物防治和致病机制奠定了理论基础。未来可进一步探索它们的更广泛杀虫活性,深入研究其潜在的次生代谢产物,推动生物防治领域的发展,助力实现更绿色、可持续的农业生产。