紫菀鞘锈菌的一个新寄主及其细胞学和超微结构特征
发布时间：2020-02-20 10:52
【摘要】：加拿大一枝黄花Solidago canadensis是一种外来入侵植物。由于它强大的竞争能力并缺乏自然天敌,这种植物在我国东部迅速扩展和蔓延,已引起严重生态问题。我们于2015年5月在浙江宁波地区第一次发现加拿大一枝黄花锈病。该病在叶片上产生黄斑,大量夏孢子堆和夏孢子覆盖植物叶片,引起叶片扭曲、叶疫和落叶。依据形态学特征和分子数据,引起加拿大一枝黄花锈病的病原菌被鉴定为紫菀鞘锈菌Coleosporium asterum。超微结构分析揭示,在一个孢子堆中冬孢子形成、萌发以及担子的产生是一个连续的过程,即在一个孢子堆中,既有冬孢子发育又有担子发育,而个体冬孢子间或担子间也具有不同的发育水平。研究结果为进一步探索病害侵染循环以及病原菌对寄主生长和传播的影响提供了科学数据。
【图文】：
ISSN1672 6472CN11 5180/QMycosystemaOctober22,2017Vol.36No.10http://journals myco.im.ac.cn1380图2依据28SrDNA序列和用邻近连接法构建的系统发育树外群是Chrysomyxaarctostaphyli；≥50%的bootstrap值显示在节上Fig.2Phylogenetictreesgeneratedfromneighbor joiningmethodbasedonpartial28SrDNAsequences.Chrysomyxaarctostaphyliwasusedastheoutgroup.Thebootstrapvalues(≥50%)wereshowedatnodules.2.4细胞学和超微结构观察冬孢子堆发育的细胞学显示，真菌在寄主叶背面角质层下的叶肉细胞间扩展；一些菌丝进入寄主细胞，引起寄主细胞膜凹陷，在真菌细胞壁和寄主原生质膜间形成界面基质，但并不引起寄主细胞死亡（图没有显示）。大量的菌丝在局部角质层下形成菌丝聚集体，导致寄主细胞的解体。随后冬孢子堆发育，在角质层下和菌丝聚集体之间产生一层柱状的细胞（图3A），这也是冬孢子发育的开始。在这个阶段，冬孢子堆上部的角质层明显向外凸起，冬孢子堆较校随着冬孢子堆的发育，冬孢子堆明显扩大，产生更多冬孢子。同时，个体冬孢子长度明显增加，角质层向外凸出更显著（图3B）。然而，冬孢子发育和担子形成是一个连续的过程，即正在发育的无隔卵圆形或椭圆形的冬孢子一旦成为柱状的成熟冬孢子，随即中部产生一个隔膜，进入担子的发育（图3C）。随后，担子下、上端分别产生一个隔膜，发育成一个具有3个隔膜的成熟担子（图3C和3D）。在一个冬孢子堆中，冬孢子间的发育程度是不均衡的，一些柱状冬孢子具有隔膜，而卵圆形或长椭圆形的冬孢子还没有形成隔膜（图3B）。在这个阶段，寄主的角质层仍然是完整的。随着冬孢子和担子的发育，冬孢子堆引起寄主角质层局部破裂（图3C）。透射电镜观察结果表明，冬?
王琪等/紫菀鞘锈菌的一个新寄主及其细胞学和超微结构特征菌物学报1381图3光学和透射电镜对冬孢子堆中冬孢子和担孢子的观察A D：光学显微镜，比例尺=10μm.A：冬孢子在角质层下的一个冬孢子堆中产生；B：冬孢子和担子在同一个冬孢子堆中；C：冬孢子堆中大多数冬孢子发育成担子；D：图C部分孢子堆的放大；E，F：透射电镜，比例尺=10μm，E：不同发育水平的冬孢子和担子以及产孢细胞，冬孢子下部具有足细胞，而担子底部无足细胞；F：冬孢子和发育的担子Fig.3Developmentofteliosporesandbasidiainsoriunderthecuticleasseenbylightmicroscopyandtransmissionelectronmicrograph(TEM).A D:Teliosporesasseenbylightmicroscopy,bar=10μm.A:Teliosporesproducinginsorusunderthecuticle;B:Teliosporesandbasidiainthesamesorus;C:Basidiadevelopedfromteliospores;D:Amagnifiedviewofsorus;E,F:TEM,bar=10μm,E:Teliosporesandbasidiaindifferentdevelopmentlevelandsporogenouscells,thefootcell(sporogenouscells)underateliospore(arrows)anddevelopingbasidiawithoutfootcell(arrowheads);F:Teliosporesandbasidia.3讨论加拿大一枝黄花是我国外来侵入有害植物，我们在宁波地区第一次发现了其是紫菀鞘锈菌的寄主，这也是第一次报道紫菀鞘锈菌在中国的新寄主记录。紫菀鞘锈菌作为这个杂草寄主的病原菌，可抑制其生长及在自然生态环境中的蔓延。这个锈菌能在赤松Pinusdensiflora上产生性孢子器和锈子器（Hiratsukaetal.1992），在我国陕西、东北和台湾等地的台湾松Pinustaiwanensis上已有报道（游崇娟和田呈明2012），而浙江地区迄今还未证实。紫菀鞘锈菌具有广泛寄主，但依据形态学和序列分析，，紫菀鞘锈菌种内显然存在差异，暗示该种
本文编号：2581311
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ISSN1672 6472CN11 5180/QMycosystemaOctober22,2017Vol.36No.10http://journals myco.im.ac.cn1380图2依据28SrDNA序列和用邻近连接法构建的系统发育树外群是Chrysomyxaarctostaphyli；≥50%的bootstrap值显示在节上Fig.2Phylogenetictreesgeneratedfromneighbor joiningmethodbasedonpartial28SrDNAsequences.Chrysomyxaarctostaphyliwasusedastheoutgroup.Thebootstrapvalues(≥50%)wereshowedatnodules.2.4细胞学和超微结构观察冬孢子堆发育的细胞学显示，真菌在寄主叶背面角质层下的叶肉细胞间扩展；一些菌丝进入寄主细胞，引起寄主细胞膜凹陷，在真菌细胞壁和寄主原生质膜间形成界面基质，但并不引起寄主细胞死亡（图没有显示）。大量的菌丝在局部角质层下形成菌丝聚集体，导致寄主细胞的解体。随后冬孢子堆发育，在角质层下和菌丝聚集体之间产生一层柱状的细胞（图3A），这也是冬孢子发育的开始。在这个阶段，冬孢子堆上部的角质层明显向外凸起，冬孢子堆较校随着冬孢子堆的发育，冬孢子堆明显扩大，产生更多冬孢子。同时，个体冬孢子长度明显增加，角质层向外凸出更显著（图3B）。然而，冬孢子发育和担子形成是一个连续的过程，即正在发育的无隔卵圆形或椭圆形的冬孢子一旦成为柱状的成熟冬孢子，随即中部产生一个隔膜，进入担子的发育（图3C）。随后，担子下、上端分别产生一个隔膜，发育成一个具有3个隔膜的成熟担子（图3C和3D）。在一个冬孢子堆中，冬孢子间的发育程度是不均衡的，一些柱状冬孢子具有隔膜，而卵圆形或长椭圆形的冬孢子还没有形成隔膜（图3B）。在这个阶段，寄主的角质层仍然是完整的。随着冬孢子和担子的发育，冬孢子堆引起寄主角质层局部破裂（图3C）。透射电镜观察结果表明，冬?
王琪等/紫菀鞘锈菌的一个新寄主及其细胞学和超微结构特征菌物学报1381图3光学和透射电镜对冬孢子堆中冬孢子和担孢子的观察A D：光学显微镜，比例尺=10μm.A：冬孢子在角质层下的一个冬孢子堆中产生；B：冬孢子和担子在同一个冬孢子堆中；C：冬孢子堆中大多数冬孢子发育成担子；D：图C部分孢子堆的放大；E，F：透射电镜，比例尺=10μm，E：不同发育水平的冬孢子和担子以及产孢细胞，冬孢子下部具有足细胞，而担子底部无足细胞；F：冬孢子和发育的担子Fig.3Developmentofteliosporesandbasidiainsoriunderthecuticleasseenbylightmicroscopyandtransmissionelectronmicrograph(TEM).A D:Teliosporesasseenbylightmicroscopy,bar=10μm.A:Teliosporesproducinginsorusunderthecuticle;B:Teliosporesandbasidiainthesamesorus;C:Basidiadevelopedfromteliospores;D:Amagnifiedviewofsorus;E,F:TEM,bar=10μm,E:Teliosporesandbasidiaindifferentdevelopmentlevelandsporogenouscells,thefootcell(sporogenouscells)underateliospore(arrows)anddevelopingbasidiawithoutfootcell(arrowheads);F:Teliosporesandbasidia.3讨论加拿大一枝黄花是我国外来侵入有害植物，我们在宁波地区第一次发现了其是紫菀鞘锈菌的寄主，这也是第一次报道紫菀鞘锈菌在中国的新寄主记录。紫菀鞘锈菌作为这个杂草寄主的病原菌，可抑制其生长及在自然生态环境中的蔓延。这个锈菌能在赤松Pinusdensiflora上产生性孢子器和锈子器（Hiratsukaetal.1992），在我国陕西、东北和台湾等地的台湾松Pinustaiwanensis上已有报道（游崇娟和田呈明2012），而浙江地区迄今还未证实。紫菀鞘锈菌具有广泛寄主，但依据形态学和序列分析，，紫菀鞘锈菌种内显然存在差异，暗示该种
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