First report of Fusarium nygamai causing pigeon pea wilt across Uttar Pradesh

在印度北方邦的田野间，一场关于一种至关重要的粮食作物与一个隐形敌人之间的无声斗争正在上演。这种作物是木豆，一种坚韧的豆科植物，为亚洲和非洲数百万人提供了重要的蛋白质和营养来源。它是一种生命力顽强的植物，却面临着一种被称为“枯萎病”的毁灭性威胁。这种病症是由生活在土壤中的真菌引起的，它们会侵入植物的内部管道。一旦进入体内，这些微小的入侵者就会堵塞导水管，导致叶片变黄、茎部变暗，并导致整株植物枯萎倒伏。几十年来，农民和科学家一直知道一种特定的真菌——长期以来被鉴定为 Fusarium udum——是造成这些损失的主要元凶。然而，关于地下发生情况的完整故事一直并不完整，使得种植者无法全面了解他们所面临的威胁。

来自印度各大学和研究机构的一个研究小组致力于揭开在北方邦木豆作物中进行攻击的真菌的真实身份。他们走访了十六个不同的地区，从表现出典型枯萎症状的病害植株中采集样本。在实验室里，他们从这些垂死植物的根部和茎部中仔细提取了真菌。研究人员从土壤和受感染的组织中分离出了九十七种不同的真菌菌株。为了了解哪些菌株最具危险性，科学家们观察了这些真菌用来分解植物的工具。他们测量了两种特定酶的活性，这些酶就像“分子剪刀”，通过切断植物坚硬的细胞壁，使真菌得以进入并摄取养分。他们发现，尽管存在许多菌株，但只有五种菌株表现出极高的产生这些破坏性酶的能力。

随后，研究人员对这五种具有攻击性的菌株进行了测试。他们在受控环境中种植了木豆种子，其中一些已知具有抗病性，而另一些则高度敏感。当他们引入真菌时，结果非常显著。其中一种被研究小组命名为 Rj 的菌株被证明是最具破坏性的，它在抗性品种和敏感品种中都引起了最高的感染率和最严重的枯萎现象。为了确定这一致命菌株的具体身份，科学家们求助于基因分析。他们检查了真菌的 DNA，将特定的基因序列与全球数据库进行比对。结果揭示了一个令人惊讶的发现：最具毒力的菌株 Rj 并非预期的 Fusarium udum。相反，它属于一种名为 Fusarium nygamai 的物种。这是该特定真菌首次被鉴定为导致木豆枯萎病的原因。虽然 Fusarium udum 仍然存在且有害，但 Fusarium nygamai 作为一个新的且强力的威胁脱颖而出，能够引起测试菌株中最高的发病指数。

研究进一步探讨了当这两种不同的真菌同时攻击植物时会发生什么。研究人员分别用单独的 Fusarium udum、单独的 Fusarium nygamai 以及两者的结合体对木豆植株进行了接种。被这两种真菌共同感染的植物遭遇了最惨重的命运。疾病传播得更快，且植物的枯萎程度比任何一种真菌单独作用时都要严重。这表明这两种病原体协同作用，使病情恶化，这种现象被称为“协同效应”。在受感染的植物内部，科学家们观察到了这种攻击造成的物理损伤。茎部的内部组织变褐并塌陷，导水管被真菌丝堵塞。这种堵塞阻止了水分到达叶片，导致植物迅速死亡。

这种感染对植物化学成分的影响也清晰可见。受感染的植物显示出叶绿素（制造食物所必需的绿色素）的急剧下降，导致叶片褪色并死亡。与此同时，植物产生了更高水平的脯氨酸（一种它们在应对压力时产生的化合物），以及增加了被称为活性氧的有害分子的水平，这表明发生了细胞损伤。具有抗性的木豆品种虽然表现出一定的抵抗能力，但即使是在受到这些真菌攻击时，它们在株高、根长和种子产量方面仍遭受了显著的生长减退。研究结果证实，木豆疾病的图景比此前认为的更加复杂。造成问题的不仅仅是一种真菌，而是包括新发现的 Fusarium nygamai 在内的多种物种混合体，它们可以单独行动或与其他物种结合，从而摧毁农作物。这一发现为农民和科学家提供了对敌人的更清晰理解，为开发更好的策略来保护这一重要的粮食来源提供了必要的基石。