玉米南方銹病是專性活體寄生真菌——多堆柄銹菌（Puccinia polysora）？引發(fā)的遠(yuǎn)距離氣傳性病害。由于缺乏系統(tǒng)的地理分布數(shù)據(jù)及種群遺傳數(shù)據(jù)，該病原菌的遷移路徑、毒性演化機制及傳播來源尚不明晰。
近期，中國科學(xué)院微生物研究所研究團隊，聯(lián)合泰國、菲律賓、烏茲別克斯坦等國家的科研機構(gòu)，揭示了多堆柄銹菌在中國及東南亞地區(qū)的遺傳多樣性特征、毒性演化機制及區(qū)域傳播規(guī)律，為玉米銹病防控提供了科學(xué)支撐。
研究團隊采用“田間轉(zhuǎn)錄組”測序技術(shù)，并基于P. polysora高質(zhì)量參考基因組和玉米B73參考基因組，在田間轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)中同時解析了病原菌的遺傳變異與寄主的抗性反應(yīng)，為大規(guī)模跨境病害監(jiān)測提供了新的技術(shù)方案。團隊通過整合基因流分析與氣流軌跡模擬，揭示了寄主選擇在本地譜系形成中的關(guān)鍵作用，并指出了中國北方病害流行主要受國內(nèi)菌源影響，而非持續(xù)的境外輸入。團隊進一步聚焦病原菌關(guān)鍵毒性因子，發(fā)現(xiàn)約18%的效應(yīng)子具有譜系特異性，其中AvrRppC具有最強正選擇信號，并演化出17種不同等位基因型。同時，研究顯示，菲律賓呂宋島發(fā)現(xiàn)的高分化譜系PH1攜帶全新AvrRppC等位基因型，可克服抗性品種RppC的抗性，對鄰近地區(qū)構(gòu)成潛在的輸入威脅。
這一研究回溯了P. polysora的全球入侵歷史，為學(xué)界理解P. polysora全球傳播歷史提供了更完整的視角。
相關(guān)研究成果發(fā)表在《分子植物病理學(xué)》（Molecular Plant Pathology）上。研究工作得到“一帶一路”國際科學(xué)組織聯(lián)盟（ANSO）聯(lián)合研究合作專項、中國科學(xué)院戰(zhàn)略生物資源計劃等的支持。
