羊肚菌被誉为世界第五大名贵珍稀食用菌，具有重要的营养和经济价值；随着人工栽培技术的不断发展，种植面积的不断扩大，业已成为食用菌产业的新宠，在脱贫攻坚及乡村振兴工程中发挥着重要作用。以侵染子实体为显著特征的“白霉病”是羊肚菌种植过程的最重要的真菌病害。Diploöspora longispora （长孢单隔孢）和Paecilomyces penicillatus（蟹爪拟青霉）都被认为是“白霉病”的病原。“白霉病”的真正病原菌是哪个？其致病因子是什么？侵染对羊肚菌的品质产生怎样的影响？这些问题都亟待解决。然而，这两个真菌分类地位存在争议，限制了对其溯源、流行及致病机理的系统认知。

中国科学院微生物研究所刘宏伟研究员团队及南开大学刘杏忠教授团队2023年1月在Mycology期刊发表题为“Proposal of a new family Pseudodiploösporeaceae fam. nov. (Hypocreales) based on phylogeny of Diploöspora longispora and Paecilomyces penicillatus”的研究论文。

该研究结合形态学、分子系统及演化时间研究了Diploöspora longispora和Paecilomyces penicillatus及Hypocreales（肉座菌目）中的代表类群，建立了Pseudodiploöspora （假单隔孢属）和Zelopaecilomyces（类拟青霉属）2个新属及5个真菌新组合，同时将Diploöspora longispora和Paecilomyces penicillatus更名为Pseudodiploöspora longispora（长孢假单隔孢）和Zelopaecilomyces penicillatus（蟹爪类拟青霉）。

Mycology, 2023, 14(1):60-73

基于以上研究，作者提议在肉座菌目建立一个新科Pseudodiploösporeaceae（假单隔孢科）用于表征这些真菌的科水平分类地位。系统发育分析表明，Pseudodiploösporeaceae（假单隔孢科）与Hypocreaceae（肉座菌科）的真菌亲缘关系更近。Hypocreaceae（肉座菌科）中许多真菌具有菌寄生性，包含多种重要食用菌病原。

在明确两种“白霉病”的病原菌分类地位的同时，中国科学院微生物研究所刘宏伟团队针对羊肚菌的“白霉病”致病菌之一Pseudodiploöspora longispora（长孢假单隔孢）在致病过程中产生的Peptaibols类抗菌肽展开了深入研究。该工作于2023年8月以题名“Identification and Characterization of Peptaibols as the Causing Agents of Pseudodiploöspora longispora Infecting the Edible Mushroom Morchella”发表在Journal of Agricultural and Food Chemistry上。

Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2023, DOI: 10.1021/acs.jafc.3c05783

一般来说病原真菌通过分泌酶或次生代谢物来入侵宿主，以争夺营养或生态位。该研究利用液质联用串联质谱（LC-MS/MS）比较了未被P. longispora侵染的羊肚菌, 被P. longispora侵染的羊肚菌, 及P. longispora提取物的差异，随后综合运用各种色谱分离技术和波谱学技术对差异化合物进行了分离鉴定，确定了P. longispora能产生 4种含量较高的peptaibols类抗菌肽物质，分别为Longisporin A、Septocylindrin B、Polysporin B、Alamethicin F-50。实验室测试表明，它们都明显地抑制羊肚菌菌丝生长。对比未受peptaibols处理的羊肚菌组织和细胞特征，peptaibols处理过的羊肚菌的子实体出现组织坏死症状，细胞壁疏松，细胞膜破裂，由此推定此类物质是P. longispora侵染羊肚菌的毒力因子。此外，我们还发现这些物质也可以破坏其他食用菌的子实体，并具有一定的溶血性，暗示感染“白毛病”的羊肚菌可能有食品安全风险。结果为P. longispora的有效防控及其对羊肚菌安全性评价提供了依据。

以上工作阐明了羊肚“白毛病”病原真菌长孢假单隔胞菌的分类地位，证实了Peptaibols类抗菌肽是长孢假单隔胞侵染羊肚菌的毒力因子。这些研究结果将有助于羊肚菌病害准确鉴定、溯源、病害流行及致病机理的解析，有助于促进羊肚菌产业的健康发展。

这些工作主要由中国科学院微生物研究所刘宏伟团队副研究员孙敬祖、博士后陈保送、博士生董望完成，南开大学刘杏忠研究员、中国科学院昆明植物所赵琪正高级工程师及贵州理工大学卢永仲副教授参与了该项工作。