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Nature Communications | 农作物病原菌表现出显著的适应性

知今 Ad植物微生物 2022-11-03
克塞特大学生命科学院的研究人员研究了数百种攻击农作物的真菌和卵菌的温度偏好和宿主植物多样性。研究人员发现,植物病原菌可以专攻特定的温度或宿主植物,也可以具有广泛的温度或宿主范围。

 

植物相关真菌(蓝色)和卵菌(红色)生活史过程的温度响应。a 最低温度(Tmin);最佳温度(Topt);最高温度(Tmax);温度范围(Tmax-Tmin);偏斜度;温度响应函数的偏斜说明。过程为发病(DD)、子实体(FR)、生长(GC)、侵染(IN)、孢子萌发(SG)、孢子形成(SP)。

 

论文的主要作者、埃克塞特全球系统研究所成员DanBebber教授分析认为从传统上看,物种是专家或通才。通才有时被称为'万事通,无事精'。他们的分析表明,许多植物病原菌是'不但可以专攻,也可以去适应'。

博士生Tom Chaloner整理了最大的植物病原菌温度反应数据集,并将其提供给科学界。这些数据能够测试生态学和进化中的一些最基本的问题。例如,他们发现,当病原菌在植物内部生长时,温度偏好更窄,展示了所谓的基础生态位和实际生态位之间的差异。

 

生长时的温度响应差异。a Tminb Topt;c Tmax;d Trange;e Skew;基础生态位(灰色)与实际生态位(黑色)的温度响应。

 

研究人员使用最近开发的统计方法来研究病原菌和其宿主之间的共同进化,表明病原菌可以很容易地进化到攻击新的宿主植物。

 

生物与非生物生态位广度对比。生物生态位广度由对数转换宿主系统发育多样性表示,非生物生态位广度由Trange表示。b 真正的专家(S,紫色)、真正的通才(G,蓝色)、具有广泛气候耐受性的生物专家(Sb,绿色)和具有广泛宿主范围的非生物专家(Sa,洋红色)在生物和非生物轴上的生态位广度示意图。

 

在全球人口数量不断增长、气候变化以及对作物生产和粮食安全面临新威胁的时代,该研究结果将是了解病原菌下一步可能袭击何处和何时发动攻击的关键。


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