近日，作物所甘薯團隊以“Whole-Genome Sequencing and Comparative Genome Analysis of Fusarium solani-melongenae Causing Fusarium Root and Stem Rot in Sweetpotatoes”為題在國際學術期刊《Microbiology Spectrum》（JCR二區，IF=9.043）發表。作物所博士後謝淑燕為論文第一作者，黃立飛副研究員、房伯平研究員為共同通訊作者。
甘薯（Ipomoea batatas）是主要糧食作物之一，營養豐富、用途廣泛，在保障糧食安全方麵有重要意義，同時也是化工及藥劑的重要原材料。在過去幾年，一種導致甘薯產量及品質下降的鐮刀菌根莖腐病（Fusarium root and stem rot，FRST）已在我國多個甘薯種植省份傳播，包括廣東、浙江、福建及海南等。感染FRST的甘薯植株會出現不同於甘薯根腐病的症狀：其莖基部最先出現水漬狀腐爛，在潮濕陰雨天氣下莖基部還會出現大量紅色子囊殼；隨著病情發展，上部葉片黃化枯萎，地下塊根凹陷腐爛，最終整株死亡。FRST已逐漸成為甘薯主要病害之一，但其病原菌仍未被鑒定，這為防治FRST帶來一定阻礙。

圖1甘薯鐮刀菌根莖腐病田間症狀

本研究從感染FRST甘薯病樣中分離並鑒定一株致病力最強的菌株CRI 24-3，基於ONTNanopore技術對CRI 24-3全基因組進行測序及功能注釋，獲得49.6Mb的染色體水平基因組草圖，包含15,374個假定基因。真菌顯微形態觀察及分子係統進化樹的結果表明，CRI 24-3屬於茄腐鐮刀菌種群複合體（F. solani species complex，FSSC）第三個分支的F. solani-melongenae，但其形態和進化關係與傳統認為引起甘薯根腐病的致病菌茄腐鐮刀菌（F. solani）不同。進一步將CRI 24-3及其他15種已完成基因組測序的FSSC成員進行比較基因組分析，結果表明CRI 24-3與這些成員的基因組之間擁有共同的保守序列，同時揭示CRI 24-3基因組編碼較多的致病性相關蛋白，包括效應子、碳水化合物活性酶、病原物–宿主互作蛋白及其獨有的萜烯合成酶，這些結果有助於促進對鐮刀菌屬基因組構成、功能和進化關係的整體理解。

圖2F. solani-melongenaeCRI 24-3的全基因測序及比較基因組分析結果

本研究對引起甘薯鐮刀菌根莖腐病病原菌F. solani-melongenaeCRI24-3的形態、基因組序列及分子係統發育關係等進行全麵分析，首次公布F. solani-melongenae的高質量全基因組序列，為鐮刀菌屬其他近緣種基因組序列組裝提供強有力的依據。該研究揭示F. solani-melongenae基因組編碼大量的碳水化合物活性酶，具有將纖維素等豐富多糖轉化為可持續、可再生能源的應用潛力；同時揭示促進鐮刀菌病的致病性因子，是鐮刀菌致病機製研究的理想對象以及專性殺菌劑開發的潛在分子靶點，有望推動對鐮刀菌病害防治策略的製定。

本研究得到廣東省重點領域研發計劃項目、國家現代農業產業技術體係項目、廣東省現代農業產業技術體係甘薯馬鈴薯創新團隊項目、必威betways 博士後科研專項等資助。

論文鏈接：https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.00683-22