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　　植物的病原微生物對(duì)物種間互作、群落組成與結(jié)構(gòu)，以及生態(tài)系統(tǒng)功能產(chǎn)生重要的影響。多種寄主在時(shí)空尺度發(fā)生重疊時(shí)，病原菌可能在寄主之間進(jìn)行傳播，其中備受關(guān)注的是以泛化取食或叮咬的昆蟲為媒介進(jìn)行傳播的病原菌。蠅子草屬植物與花藥黑粉菌(Silene-Microbotryum system)之間高度特化的系統(tǒng)是研究寄主與病原菌互作的一個(gè)經(jīng)典模式系統(tǒng)?；ㄋ幒诜劬菗?dān)子菌門Microbotryum的病原真菌，能專性侵染多年生的石竹科（尤其是蠅子草屬）和其它少數(shù)幾個(gè)科的植物。感染癥狀通常只在寄主植物開花時(shí)表現(xiàn)出來，屆時(shí)花藥上布滿黑褐色的真菌孢子，取代了正常的花粉。此外，被感染植物的雌蕊敗育，不能產(chǎn)生種子?；ㄋ幒诜劬饕揽考闹髦参锏膫鞣劾ハx在花期進(jìn)行散布，健康植株被感染的可能性取決于感染植株在當(dāng)前種群中出現(xiàn)的頻率，即頻率依賴的傳播模式(frequency-dependent transmission mode)。已有研究關(guān)注單個(gè)寄主與單種病原菌之間的互作，針對(duì)多種寄主與多種病原菌互作的復(fù)雜系統(tǒng)鮮有研究。此外，基于全球尺度對(duì)花藥黑粉菌的寄主植物（石竹科）標(biāo)本調(diào)查證實(shí)，花藥黑粉菌在亞洲原產(chǎn)地寄主植物上出現(xiàn)的頻率極高，但過去研究集中的地理區(qū)域卻是歐洲和北美。 

　　中國科學(xué)院昆明植物研究所植物多樣性演化和生態(tài)適應(yīng)團(tuán)隊(duì)王紅研究組和植物多樣性與基因組學(xué)團(tuán)隊(duì)李德銖研究組與美國阿默斯特學(xué)院的Michael E. Hood教授合作，對(duì)滇西北同域分布的蠅子草屬與其傳粉昆蟲和花藥黑粉菌的多層復(fù)雜互作（multiplex interactions）模式進(jìn)行了系統(tǒng)研究，以揭示花藥黑粉菌在多寄主群落中的特化水平，以及這種特化侵染關(guān)系與植物開花物候模式、種群感染動(dòng)態(tài)和傳粉昆蟲之間的關(guān)聯(lián)?；诤颂求wITS序列和葉綠體全基因組序列，分別構(gòu)建了花藥黑粉菌和蠅子草屬的系統(tǒng)發(fā)育樹，研究表明，該區(qū)域至少存在4個(gè)新發(fā)現(xiàn)的具有不同特化水平的花藥黑粉菌支系；5種寄主植物野外種群的感染頻率在種間的差異極大（0-40%）；種間的開花物候基本重疊，被同一支系的花藥黑粉菌侵染的兩種植物則具有高度同步的開花物候。每種植物的感染植株較其健康植株提前開花或提前達(dá)到盛花期，使得種群的感染頻率在花季隨著時(shí)間推移而下降。細(xì)蠅子草和栗色蠅子草的主要傳粉昆蟲為鱗翅目夜蛾科的類群；而掌脈蠅子草、大子蠅子草和黑花蠅子草的主要傳粉昆蟲為熊蜂。結(jié)合分子系統(tǒng)學(xué)和生態(tài)學(xué)調(diào)查，該研究提出不同支系花藥黑粉菌特化水平的差異可能由寄主植物遺傳分化、開花物候重疊以及傳粉昆蟲類群的差異等綜合因素共同作用。 

　　該研究是首次對(duì)喜馬拉雅-橫斷山區(qū)蠅子草屬-傳粉昆蟲-花藥黑粉菌互作關(guān)系研究，為這一具有百年歷史的進(jìn)化生態(tài)學(xué)經(jīng)典研究模型提供了新的證據(jù)和研究思路，同時(shí)也為生物間多層復(fù)雜互作的研究提供了一個(gè)新的范例。研究成果以“Specificity and seasonal prevalence of anther smut disease Microbotryum on sympatric Himalayan Silene species”為題，發(fā)表在歐洲進(jìn)化生物學(xué)協(xié)會(huì)主辦的經(jīng)典期刊Journal of Evolutionary Biology。博士研究生唐輝為論文第一作者，王紅研究員和任宗昕副研究員為論文的共同通訊作者。該研究得到了中科院戰(zhàn)略先導(dǎo)專項(xiàng)B(XDB31020000)、 NSFC-云南省聯(lián)合基金項(xiàng)目 (U1502261)、 云南省云嶺學(xué)者項(xiàng)目(YLXL20170001)、中科院國際人才計(jì)劃 (2012T1S0006) 和美國國立衛(wèi)生研究院項(xiàng)目 (NIGMS-R01GM122061)支持。 

　　文章鏈接 

圖1. 基于ITS序列構(gòu)建的花藥黑粉菌系統(tǒng)發(fā)育樹 

圖2. 滇西北蠅子草屬-傳粉者-花藥黑粉菌互作示意圖