PNAS | 研究揭示驱动广谱作物病原体尖孢镰刀菌多样性的遗传机制！

以下文章来源于Ad植物微生物 ，作者周小马

基因型在不同谱系之间的排序推动了物种的变异性，是进化的关键动力。相反，缺乏重组大大减少了基因组组合的范围，同时也降低了清除有害等位基因的能力。尽管预计对适应度产生负面影响，但许多重要的植物和动物病原体被认为是纯无性繁殖的，或者具有受限重组的延长阶段，这引发了对它们各自的遗传多样性的起源、性质和后果的问题。

尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）是农业病原菌中最具破坏力的病原菌之一，能够给多种作物品种带来巨大的损失。普遍认为该生物是一个纯无性群体，这种观点影响了人们对病害防控的方式。

2023年6月26日，国际权威学术期刊PNAS发表了美国加州大学戴维斯分析Douglas R. Cook团队的最新相关研究成果，题为Hiding in plain sight: Genome-wide recombination and a dynamic accessory genome drive diversity in Fusarium oxysporum f.sp. ciceris的研究论文。在这篇文章中，科研人员揭示了鹰嘴豆真菌群体中活跃的有性生活在基因组中的印记。科研人员认为减数分裂的重组产生了保持在克隆动态中的单倍型多样性，其中包括群体内的有限重组。有趣的是，这些近克隆群体通过地理结构化变异在一个大的可变基因组中进一步产生变异。这些观察结果对病害管理和对受到全球分布的尖孢镰刀菌病原体影响的所有作物品种的病害形式的预测具有重要意义，不仅仅是对鹰嘴豆而言。

了解农业病原菌变异的起源是基本的兴趣和实际重要性，特别是对威胁食品安全的病害而言。尖孢镰刀菌是最重要的土传病原菌之一，具有全球分布和广泛的寄主范围。该病原体被认为是无性繁殖的，染色体的水平转移提供了减数分裂重组的类似物。在这篇文章中，科研人员通过种群基因组分析的结果挑战了这些假设，描述了该病原体的多样性，并推断其起源和在一个长期存在的农业系统中的功能后果。科研人员确定这些特征来源于基因组尺度的重组的组合，最好解释为广泛的有性繁殖，并且与染色体重排一致的存在-缺失变异。泛基因组分析显示，可变基因组的大小是核心基因组的两倍多，具有对比的进化动力学。核心基因组是稳定的，具有低多样性和高的遗传差异性，而可变基因组在遗传多样性方面更为丰富和不稳定，但具有较低的遗传差异性和当地尺度上的现代基因流特征。科研人员提出了一个模型，该模型认为间歇性的有性繁殖产生了经过选择的单倍型，然后通过类似克隆的动态维持，随后在同域株系之间重新排列可变基因组。总而言之，这些过程贡献了独特的基因组内容，包括毒力决定因子的重组，这可以解释观察到的致病潜力的变化。

本文转载自Ad植物微生物

转自：“植物生物技术Pbj”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！