近日，我校植物保护学院邓懿祯研究员团队与广西大学何勇强教授团队合作发表了题为“Whole-genome sequencing of Fusarium spp. causing sugarcane root rot on both chewing cane and sugar-making cane”的研究论文，发现除了果蔗外，糖蔗上也具有根腐病发生的潜在风险；并为镰孢菌引起甘蔗根腐病的潜在机制提供了线索。（论文链接：https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1009388）
甘蔗根腐病（sugarcane root rot）作为一种新兴且严重的根部土传病害，可发生于甘蔗的整个生育期。该病害的发生导致甘蔗产量平均降低30%-50%，是造成甘蔗连作障碍的主要原因之一。
研究人员从感染根腐病的甘蔗根系组织中，分离获得3株镰孢菌（1株为F. sacchari，另外2株为F. commune）。在盆栽条件下，这3株镰孢菌均能引起果蔗（Badila）或者糖蔗（桂糖42号）的根腐病（图1A和B）。对上述3株镰孢菌进行Illumina测序和全基因组序列数据分析（图1C），结果显示，3株镰孢菌的基因组大小为44.7-48.2 Mb，G+C含量为48.0-48.5%，编码基因数目为14,154-15,175个，专有数据库PHI、DFVF和CAZy注释的基因数为2470-2698、654-708和212-238个（图2A）。基于编码序列的进化分析，发现3株镰孢菌均存在基因家族的收缩和扩张（图2B）。
图1 甘蔗根腐病病原菌分离鉴定及全基因组测序分析流程示意图
（A）甘蔗根腐病的病原菌分离及鉴定；（B）采用双因素（菌株和接种方法）处理果蔗（Badila）块茎，根据植物表型和根际土壤理化性质评估最适宜的盆栽接种方法，然后利用该方法测定3株镰孢菌对糖蔗（桂糖42号）的致病力；（C）3株镰孢菌的全基因组测序和分析流程。
图2 专有数据库注释及进化分析结果（部分）
（A）PHI、DFVF和CAZy数据库预测3株镰孢菌的注释基因数量；（B）本项目分离的3株镰孢菌与已报道的9株镰孢菌构建系统发育树，“+”“-”数字分别表示基因扩张和收缩数目。
综上所述，这项研究提醒我们，除了果蔗外，糖蔗上也具有根腐病发生的潜在风险；研究结果从基因组层面揭示了镰孢菌引起甘蔗根腐病的潜在机制。
3株镰孢菌的全基因组序列已公布，可通过NCBI（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/）查询获取。
华南农业大学邓懿祯研究员为论文通讯作者，广西大学农学院博士研究生李昕洋和华南农业大学博士研究生马宇明为论文共同第一作者。
研究工作得到中国国家自然科学基金项目（U23A20148）和广州市科技计划重点项目（201904020010）的支持。
文图/植物保护学院
