近日，必威betways 植物保護研究所（以下簡稱“植保所”）特色作物病蟲害防控研究團隊在作物細菌性軟腐病菌致病機理研究上取得重要進展。研究論文“Genomic Comparisons and Phenotypic Diversity of Dickeya zeae Strains Causing Bacterial Soft Rot of Banana in China”於2022年2月9日，在國際知名植物學期刊Frontiers in Plant Science (IF 5.753)上公開發表。該研究首次報道了香蕉細菌性軟腐病菌與寄主互作產生遺傳分化、毒力變化的基因組學基礎。植保所張景欣博士為論文第一作者，植保所楊祁雲研究員和夏威夷大學Mohammad Arif博士為共同通訊作者。

由歐文氏菌演化的迪基氏菌屬（Dickeya spp.）和果膠杆菌屬（Pectobacterium spp.）細菌是世界上十大植物病原細菌之一，具有廣泛的寄主範圍（包括多種雙子葉、單子葉植物）；本研究團隊2009年首次報道了迪基氏菌引起的香蕉細菌性軟腐病，並曆經十多年持續研究發現該類病害嚴重危害香蕉、蝴蝶蘭、水稻、馬鈴薯、香芋、芭蕉芋等重要作物的生產且防治難度大。香蕉細菌性軟腐病擴散速度快、危害性大，在廣東、廣西、雲南、福建、海南等重要香蕉產區危害逐漸加重。國內外有關香蕉細菌性軟腐病菌的致病力分化、與寄主互作機製的研究均很少；研究病原細菌-寄主間的互作機製對於病害防治技術的研究具有重要意義，並可用於有效阻止病害擴散傳播。

本研究分析了不同時期分離的香蕉細菌性軟腐病菌代表菌株的基因組差異和與寄主互作相關的表型變化，發現它們在碳氮源底物利用、一般基因組特征和重要致病因子（分泌係統、胞外降解酶、胞外多糖等）上較為相似或保守。基因組多樣性的產生主要與基因組的整合酶、轉座酶、噬菌體序列、CRISPR序列等可轉移元件相關，並形成基因島。在基因島上，細菌在鞭毛素糖基化基因簇和數個次級代謝物基因簇表現明顯的遺傳分化，並在細菌色素、細菌競爭性和致病力等與寄主互作相關的表型上表現相應變化。值得一提的是，新分離的病原菌相較之前鑒定的病原菌在更多的香蕉品種上表現明顯增強的毒力，進一步挖掘了可能相關的致病因子。基於全基因組的比較分析和特定基因組特征的進化分析，闡明了不同時期分離的香蕉細菌性軟腐病菌的遺傳進化途徑，並提出該病原菌在廣東省內侵染香蕉並產生遺傳分化早於芭蕉芋、君子蘭和水稻等作物的假設。

本研究為我國香蕉生產上存在細菌性軟腐病菌毒力變化種群擴散危害的風險預警提供依據，也提示受致病表型變化影響需調整常規的防控策略。研究得到了廣東省自然科學基金研究團隊項目（2015A030312002）、廣東省農業共性關鍵技術創新研發團隊（2021KJ112)）和廣東省農科院創新戰略專項（R2017PY-QY004, R2018QD-056）等項目的資助。