林木病原真菌——赤黏壳科(Erythrogloeaceae)的识别与鉴定

陈文艳，姜宁，范鑫磊，田呈明

(北京林业大学林学院，省部共建森林培育与保护教育部重点实验室，北京 100083)

1 赤黏壳科的分类学历史及研究进展

赤黏壳科Erythrogloeaceae 隶属于真菌界Fungi子囊菌门Ascomycota 粪壳纲Sordariomycetes 间座壳目Diaporthales。 该科真菌常寄生于植物的主干、侧枝、叶片，引起的林木病害主要有溃疡病和叶斑病[1-5]。 至今，该科真菌在全球范围内分布并不广泛，但其中的多个类群可作为病原菌侵染植物，引起植物病害，给农林业生产与生态环境带来一定的影响，是一类潜在风险高、研究程度低的植物病原菌。目前赤黏壳科共包含橙隐孢属Chrysocrypta、枝腐壳属Dendrostoma、类座盘孢属Disculoides及模式属赤黏壳属Erythrogloeum4 个属[6-9]，已知的寄主包括苏木科Caesalpiniaceae、壳斗科Fagaceae、桃金娘科 Myrtaceae、木犀科 Oleaceae、松科 Pinaceae 及蔷薇科 Rosaceae 等植物[2-3，5-9]。

赤黏壳科最初是由Senanayake 等人于2017 年以赤黏壳属为模式属，在橙隐孢属、类座盘孢属及赤黏壳属3 个无性型属的基础上依据共有叶附生分生孢子盘、亚圆柱形至椭圆形的产孢细胞等特征建立的科级分类阶元，且该科在系统学上的支持率很高[4]。 然而该科有性型的缺失使其科级真菌的分类及鉴定存在一定的困难。 2018 年，范鑫磊等人基于有性型描述了枝腐壳属[2]，基于培养基上产生的子实体描述无性型形态，这是赤黏壳科有性态的首次描述。 该科拥有间座壳目的中柱结构、折光环等典型特征，且子囊孢子中隔处略凹陷的特征使得该科易与其它间座壳目真菌区分。 2019 年，姜宁等人对大量的枝腐壳病害标本进行了观察，并系统地开展了分类学研究，确定枝腐壳属的无性子实体为分生孢子器，区别于橙隐孢属、赤黏壳属及类座盘孢属的分生孢子盘结构[3]。

赤黏壳属是赤黏壳科历史最悠久的属，该属由Petrak 于1952 年首次描述于苏木科孪叶豆Hymenaea coubaril的叶斑病及幼苗病害，模式种为孪叶豆赤黏壳Erythrogloeum hymenaeae[10]。 除模式种外，该属还有1 种松赤黏壳Erythrogloeum pini-acicola，是引起卵果松Pinus oocarpa松针病害的病原菌，遗憾的是无该种菌株留存的记录[11]。

橙隐孢属是由Crous 等人于2012 年描述自桃金娘科伞房属Corymbia植物叶斑上的黄色子实体上，该属仅模式种1 种，伞房橙隐孢Chrysocrypta corymbiae[6]。 由于当时赤黏壳科尚未建立，而系统学上该属与隐丛赤壳科Cryphonectriaceae 多个类群的系统发育学关系较近，故将该属归于隐丛赤壳科[6]。 2017 年Senanayake 等人根据系统发育学将该属移至赤黏壳科[4]。

类座盘孢属是由Crous 等人于2012 年描述自桃金娘科桉属Eucalyptus植物叶斑上的棕黑色分生孢子盘上，当时共描述2 种，包括模式种桉类座盘孢Disculoides eucalypti和桉生类座盘孢Disculoides eucalyptorum[9]。 随后伞房属植物上的伞房生类座盘孢Disculoides calophyllae[7]及伞房类座盘孢Disculoides corymbiae[8]先后被描述，目前该属共4 种。

枝腐壳属是由范鑫磊等人于2018 年描述的赤黏壳科新类群，包括采自苹果属Malus、木犀属Osmanthus及栎属Quercus植物枝干溃疡上的3 种，分别定名为苹果枝腐壳Dendrostoma mali、木犀枝腐壳Dendrostoma osmanthi及栎生枝腐壳Dendrostoma quercinum，其中苹果枝腐壳为模式种[2]。 同年，Senanayake 等人根据分子系统学特征将欧洲的Amphiporthe leiphaemia组合进枝腐壳属为平滑暗色枝腐壳Dendrostoma leiphaemia[5]。 姜宁 等人2019 年采集了大量的板栗Castanea mollissima及栎树的溃疡病标本，依据系统学及形态学特征描述了金黄枝腐壳Dendrostoma aurorae、板栗枝腐壳Dendrostoma castaneae、板栗生枝腐壳Dendrostoma castaneicola、中国枝腐壳Dendrostoma chinense、离生枝腐壳Dendrostoma dispersum、寄生枝腐壳Dendrostoma parasiticum、秦岭枝腐壳Dendrostoma qinlingense、栎枝腐壳Dendrostoma quercus、陕西枝腐壳Dendrostoma shaanxiense及山东枝腐壳Dendrostoma shandongense[3]等 10 种。 至此，枝腐壳属共计 14 种。

近年来，随着分子系统学和形态学的结合、新基因片段的选入及高清显微拍照技术的提升，间座壳目分类体系逐渐健全，越来越多的真菌类群，尤其是植物病原真菌开始为人类所知[1]。 赤黏壳科便是其中一例，该科建立至今，其分类学研究进展较快，但由于采样寄主和地点的局限性及研究时间尚短，该科尚有许多类群待描述。 因此，了解赤黏壳科及科下分类单元的研究历史、形态学特征及分类关键，结合赤黏壳科系统发育树，对认知和准确鉴定这一重要的植物病原菌，有效评估赤黏壳科真菌的潜在风险，以及开展该科真菌调查与研究等具有重要意义。

2 赤黏壳科的形态学鉴定

赤黏壳科真菌有性型和无性型均有记载，其假子座圆形，单生、半埋生至偏表生，突出寄主表皮，可见一不明显的外生顶盘，外生顶盘平坦或略凹陷，通常浅橘黄色至褐黄色；中柱生于顶盘下方，呈明显的锥形；子囊壳明显，棕黑色至黑色，分散式嵌于假子座组织；侧丝于子囊壳成熟后消解；子囊拟纺锤形，具明显折光环，内含8 个子囊孢子；子囊孢子2 或3列，孢子透明，对称或略不对称，拟纺锤形至圆柱形，单隔，隔膜处略缢缩至凹陷，内含多油滴(图1)。 分生孢子器球形至垫状，单生、半埋生至偏埋生，无孔口至单孔口，雨后分生孢子角从孔口处产出，黄色至橘黄色；分生孢子盘盘状，单生，半埋生至偏表生，单孔口，橘黄色至黑褐色；产孢细胞透明、光滑，亚圆柱形至圆柱形；分生孢子单一或二型，均无隔，透明，光滑，拟纺锤形至椭圆形[2-3，6-9](图2)。

目前赤黏壳科共21 种，其中13 种报道于壳斗科植物上，5 种于桃金娘科植物上，3 种分别于木犀科、蔷薇科及苏木科植物上，且均在北半球发现。 赤黏壳科在壳斗科及桃金娘科植物上报道较多，这是由于研究者目前收集的壳斗科及桃金娘科标本较多而已，从已记载的寄主植物包含松科、木犀科及蔷薇科植物来看，赤黏壳科真菌具有较广的寄主范围。

由于该科真菌的有性型发现较少，仅4 种。 因此无性型的特征是该科形态学分类的主要依据，包括子实体的发育类型(分生孢子器、分生孢子盘)，子实体的颜色(黄色、褐色)，中柱结构的存留，分生孢子梗的大小，分生孢子是否二型，分生孢子形状大小。 有趣的是，枝腐壳属均在枝干上报道且无性子实体为分生孢子器，而赤黏壳属、类座盘孢属和橙隐孢属均分离自叶片上的分生孢子盘。 可以推测该科真菌在进化适应过程中针对寄主部位的不同而采取了不同的繁殖策略。

图1 木犀枝腐壳形态示意(赤黏壳科典型有性特征)Fig.1 Morphology of Dendrostoma osmanthi (The typical sexual charactenistics of Erythrogloeaceae)

图2 离生枝腐壳形态示意(赤黏壳科典型无性特征)Fig.2 Morphology of Dendrostoma dispersum (The typical asexual characteristics of Erythrogloeaceae)

赤黏壳科真菌分种检索表

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3 赤黏壳科的分子系统学鉴定

近年来，随着分子系统学及形态学结合，采用ITS-LSU -TEF1 -RPB2 四基因联合构建的间座壳目系统发育树将目内科级阶段很好地区分[2，4-5]。同样地，该四基因联合建树对该目多个属的分种仍然适用，如棒盘孢属Coryneum[12]、枝腐壳属[3]、核桃黑盘孢属Juglanconis[13]、盘砖格孢属Stegonsporium[14]和束状孢霉属Stilbospora[14]等。 本文使用TS-LSU-TEF1 -RPB2 四基因联合片段在RAx-ML 软件基于最大似然法，构建了赤黏壳科的系统发育图(图3)，选取的33 个赤黏壳科菌株见表1。

图3 赤黏壳科系统发育树Fig.3 The phylogenetic tree of Erythrogloeaceae

赤黏壳科的4 属分别形成4 个独立的分枝，其中模式属赤黏壳属位于树图的最基部，其次是橙隐孢属，再次是类座盘孢属。 得益于对中国枝干病害的大量采集研究，枝腐壳属是4 属中研究最充分的属，包含15 种，其中14 种为中国独有。 除了木犀枝腐壳的菌株(CFCC 52106 和CFCC 52108)与平滑暗色枝腐壳(CBS 187.37)混杂，其它种皆形成单独的分枝。 但是平滑暗色枝腐壳的子囊孢子明显宽于木犀枝腐壳，系统图上的混乱很可能是由于平滑暗色枝腐壳(CBS 187.37)菌株缺乏TEF1 和RPB2 片段信息。

表1 赤黏壳科的菌株信息Tab.1 The strain information of Erythrogloeaceae

4 赤黏壳科真菌的潜在风险性

赤黏壳科真菌引起两类植物病害，其中国外报道的赤黏壳属、橙隐孢属及类座盘孢属类群引起植物叶斑病[6-11]。 例如松赤黏壳，在尼加拉瓜和洪都拉斯地区是引起松科植物针叶部位产生红棕色脂溢性病斑的一类病原真菌。 如果该类病害传入我国并定居扩散，极可能构成危害。

松树作为我国森林生态系统的重要组成部分，不仅种类繁多而且分布广泛，松赤黏壳真菌若作为病原菌入侵为害，可能会致使森林中松林大面积发病。目前在我国并未报道相关病原真菌的存在，但赤黏壳科作为具有一定潜在危险性的真菌，仍需提高对其关注度，切实加强进境苗木、种子、木材以及木质包装的检疫，严格监控该类真菌的流行与传播。

国内报道的枝腐壳属主要引起板栗、栎树等壳斗科植物的溃疡病[2-3]等枝干病害发生范围较广、危害程度相当严重，但叶部病害发生不普遍，危害不严重。

板栗为我国的原产果树，产地分布范围广，综合利用价值高。 但近年来板栗病害频繁发生，其中危害较为严重的板栗疫病(寄生隐丛赤壳Cryphonectria parasitica)在全国十几个省(市)的板栗主产区均有发生，而14 种枝腐壳真菌中有8 种(金黄枝腐壳、板栗枝腐壳、板栗生枝腐壳、中国枝腐壳、寄生枝腐壳、陕西枝腐壳、山东枝腐壳及离生枝腐壳)在我国板栗主产区分布极为广泛，导致板栗主干、侧枝、小枝上产生明显溃疡病斑，引起局部组织枯死[3]。目前尚未开展关于8 种枝腐壳的致病性试验，但对于枝腐壳属病原菌寄生种类多、范围大、部位多的寄生植物板栗值得引起高度重视。

5 展望

赤黏壳科的邻近科——隐丛赤壳科Cryphonectriaceae 作为间座壳目中重要的林木病原菌科，其科内有4 属6 种分离自我国桃金娘科林木溃疡病斑，且都对桉树表现出一定的致病性[15-18]。 由于隐丛赤壳科中包含世界三大林木病原菌之一的寄生隐丛赤壳[15-18]，故该科的研究早于赤黏壳科，且可作为赤黏壳科病害研究的参照。

目前，赤黏壳科中仅有枝腐壳属在国内有分布，标本均采自于表现明显溃疡斑或枯死症状相关的木本植物枝干，且寄主、分布范围已初步探清。 后续的赤黏壳科研究工作中，重点从以下4 个层面进行:1)赤黏壳科中仅有枝腐壳属的4 种真菌具有有性型(木犀枝腐壳、苹果枝腐壳、大西洋枝腐壳、栎生枝腐壳)，并且该属真菌均分离于林木病害的枝干，显著区别于其他三个属真菌(赤黏壳属、类座盘孢属和橙隐孢属)分离自发病叶片，由于野外环境中真菌会根据外界条件等情况变化采取一定的进化措施从而更持续稳定的生存繁殖，因此在采集标本的过程中不应拘泥于先前报道的寄主及发病部位，可广泛采集林木溃疡病标本，并进行识别鉴定；2)对重要寄主，如板栗、蒙古栎等上面的枝腐壳属真菌多样性进行分析研究，进而理清各种的分布习性及危害特点；3)林木病害可能是由于不同类群的真菌侵染所导致，因此在对真菌准确鉴定的同时，还需要通过开展进一步的致病性研究去探究真正的病原菌类型；4)我国的地域辽阔，真菌资源丰富，可结合日益先进的现代分子生物学手段逐渐完善赤黏壳科真菌的分类系统，对危害较大的枝腐壳真菌进行基因水平的研究，针对关键靶标基因，制定科学有效的策略，为科学防控林业有害生物服务。