Tiến bộ và thách thức trong hệ thống học của nấm mốc mềm và bệnh lở trắng: những hiểu biết mới từ gene và hình thái học

Springer Science and Business Media LLC - Tập 122 - Trang 3-18 - 2008
Hermann Voglmayr1
1Department of Systematic and Evolutionary Botany, Faculty Centre Botany, University of Vienna, Vienna, Austria

Tóm tắt

Các tiến bộ gần đây trong việc phân loại nấm mốc mềm và bệnh lở trắng đã được trình bày từ cấp độ trật tự đến cấp độ loài. Sử dụng dữ liệu phân tử (chủ yếu là LSU của DNA ribosomal hạt nhân và dữ liệu ITS rDNA, cùng với gene cox2, beta-tubulin và NADH), các định nghĩa về trật tự, họ và giống đã được xem xét lại và thay đổi trong những năm gần đây; các định nghĩa và khái niệm về loài cũng đang thay đổi. Những thay đổi này cũng dẫn đến việc đánh giá lại các đặc điểm hình thái truyền thống được sử dụng để phân loại. Các thay đổi gần đây có nhiều hệ quả khác nhau cho các ngành khoa học ứng dụng (bệnh thực vật, sinh học phân tử) chủ yếu ở cấp độ loài; bên cạnh những thay đổi tên cho một số taxa, việc điều chỉnh lại các định nghĩa về loài và cải thiện việc xác định loài bằng cách sử dụng các dấu hiệu di truyền có những hậu quả quan trọng đối với phạm vi ký chủ, nguồn giống và đánh giá rủi ro của các taxa có tầm quan trọng bệnh lý thực vật. Tuy nhiên, cũng có một số vấn đề lớn chưa được giải quyết mà cần phải được giải quyết trong tương lai với dữ liệu và phương pháp mới. Những vấn đề này bao gồm vị trí hệ thống của một số taxa hiếm khi được lấy mẫu, mối quan hệ phân loại học của các dòng nấm mốc mềm chính với nhau, các nghiên cứu phân tử chi tiết hơn về quy trình hình thành loài để phát triển các khái niệm và định nghĩa về loài phù hợp, và phát triển một hệ thống mã vạch phân tử cho nấm mốc mềm cho phép xác định loài một cách tin cậy. Việc áp dụng các phương pháp phân tử có tiềm năng lớn để nâng cao kiến thức của chúng ta về sự đa dạng sinh học tổng thể của nấm mốc mềm.

Từ khóa

#nấm mốc mềm #bệnh lở trắng #hệ thống học #sinh học phân tử #đa dạng sinh học

Tài liệu tham khảo

Belbahri, L., Calmin, G., Pawlowski, J., & Lefort, F. (2005). Phylogenetic analysis and real time PCR detection of a presumably undescribed Peronospora species on sweet basil and sage. Mycological Research, 109, 1276–1287. Blair, J. E., Coffey, M. D., Park, S.-Y., Geiser, D. M., & Kang, S. (2008). A multi-locus phylogeny for Phytophthora utilizing markers derived from complete genome sequences. Fungal Genetics and Biology, 45, 266–277. Choi, Y.-J., Hong, S.-B., & Shin, H.-D. (2003). Diversity of the Hyaloperonospora parasitica complex from core brassicaceous hosts based on ITS rDNA sequences. Mycological Research, 107, 1314–1322. Choi, Y.-J., Hong, S.-B., & Shin, H.-D. (2005). A reconsideration of Pseudoperonospora cubensis and P. humuli based on molecular and morphological data. Mycological Research, 109, 841–848. Choi, Y.-J., Hong, S.-B., & Shin, H.-D. (2006). Genetic diversity within the Albugo candida complex (Peronosporales, Oomycota) inferred from phylogenetic analysis of ITS rDNA and COX2 mt DNA sequences. Molecular Phylogenetics and Evolution, 40, 400–409. Choi, Y.-J., Constantinescu, O., & Shin, H.-D. (2007a). A new downy-mildew of the Rosaceae: Peronospora oblongispora sp. nov. (Chromista, Peronosporales). Nova Hedwigia, 85, 93–101. Choi, Y.-J., Hong, S.-B., & Shin, H.-D. (2007b). Extreme size and sequence variation in the ITS rDNA of Bremia lactucae. Mycopathologia, 163, 91–95. Choi, Y.-J., Hong, S.-B., & Shin, H.-D. (2007c). Re-consideration of Peronospora farinosa infecting Spinacia oleracea as distinct species, Peronospora effusa. Mycological Research, 110, 381–391. Choi, Y.-J., Shin, H.-D., Hong, S.-B., & Thines, M. (2007d). Morphological and molecular discrimination among Albugo candida materials infecting Capsella bursa-pastoris world-wide. Fungal Diversity, 27, 11–34. Choi, Y.-J., Denchev, C. M., & Shin, H.-D. (2008a). Morphological and molecular analyses support the existence of host-specific Peronospora species infecting Chenopodium. Mycopathologia, 168, 155–164. Choi, Y.-J., Shin, H.-D., Ploch, S., & Thines, M. (2008b). Evidence for uncharted biodiversity in the Albugo candida complex, with the description of a new species. Mycological Research (in press). Constantinescu, O. (1989). Peronospora complex on Compositae. Sydowia, 41, 79–107. Constantinescu, O. (1991a). Bremiella sphaerosperma sp. nov. and Plasmopara borreriae comb. nov. Mycologia, 83, 473–479. Constantinescu, O. (1991b). An annotated list of Peronospora names. Thunbergia, 15, 1–110. Constantinescu, O. (1998). A revision of Basidiophora (Chromista, Peronosporales). Nova Hedwigia, 66, 251–265. Constantinescu, O. (2004). The nomenclature of Plasmopara (Chromista, Peronosporales) parasitic on Geraniaceae. Taxon, 53, 523–525. Constantinescu, O., & Faheti, J. (2002). Peronospora-like fungi (Chromista, Peronosporales) parasitic on Brassicaceae and related hosts. Nova Hedwigia, 74, 291–338. Constantinescu, O., Voglmayr, H., Fatehi, J., & Thines, M. (2005). Plasmoverna gen. nov., and the taxonomy and nomenclature of Plasmopara (Chromista, Peronosporales). Taxon, 54, 813–821. Constantinescu, O., & Thines, M. (2006). Dimorphism of sporangia in Albuginaceae (Chromista, Peronosporomycetes). Sydowia, 58, 178–190. Cooke, D. E. L., Drenth, A., Duncan, J. M., Wagels, G., & Brasier, C. M. (2000). A molecular phylogeny of Phytophthora and related Oomycetes. Fungal Genetics and Biology, 30, 17–32. Cooke, D. E. L., Williams, N. A., Williamson, B., & Duncan, J. M. (2002). An ITS-based phylogenetic analysis of the relationships between Peronospora and Phytophthora. In P. T. N. Spencer-Phillips, U. Gisi, & A. Lebeda (Eds.), Advances in downy mildew research, Vol 1 (pp. 161–165). Dordrecht: Kluwer. Cunnington, J. H. (2006). DNA sequence variation supports multiple host-specialised taxa in the Peronospora viciae complex (Chromista: Peronosporales). Nova Hedwigia, 82, 23–29. de Bary, A. (1863). Recherches sur le développement de quelques champignons parasites. Annales Des Sciences Naturelles. Botanique, Sér., 4(20), 5–148. Dick, M. W. (1995). Sexual reproduction in the Peronosporomycetes (chromistan fungi). Canadian Journal of Botany, 73(Suppl. 1), S712–S724. Dick, M. W. (2001). The Peronosporomycetes. In D. J. McLaughlin, E. G. McLaughlin, & P. A. Lemke (Eds.), The Mycota, Vol VII A (pp. 39–72). Berlin: Springer. Dick, M. W. (2002). Towards an understanding of the evolution of the downy mildews. In P. T. N. Spencer-Phillips, U. Gisi, & A. Lebeda (Eds.), Advances in downy mildew research, Vol 1 (pp. 1–57). Dordrecht: Kluwer. Dick, M. W., Wong, P. T. W., & Clark, G. (1984). The identity of the oomycete causing ‘Kikuyu Yellows’, with a reclassification of the downy mildews.. Botanical Journal of the Linnean Society, 89, 171–197. Dick, M. W., Croft, B. J., Margarey, R. C., DeCock, A. W. A. M., & Clark, G. (1989). A new genus of the Verrucalvaceae (Oomycetes). Botanical Journal of the Linnean Society, 99, 97–113. Dick, M. W., Vick, M. C., Gibbings, J. G., Hedderson, T. A., & Lopez Lastra, C. C. (1999). 18S rDNA for species of Leptolegnia and other Peronosporomycetes: Justification of the subclass taxa Saprolegniomycetidae and Peronosporomycetidae and division of the Saprolegniaceae sensu lato into the Leptolegniaceae and Saprolegniaceae. Mycological Research, 103, 1119–1125. Fraymouth, J. (1956). Haustoria of the Peronosporales. Transactions of the British Mycological Society, 39, 79–107. García-Blázquez, G., Göker, M., Voglmayr, H., Martín, M. P., Tellería, M. T., & Oberwinkler, F. (2008). Phylogeny of Peronospora, parasitic on Fabaceae, based on ITS sequences. Mycological Research, 112, 502–512. Gäumann, E. (1918). Über die Formen der Peronospora parasitica (Pers.) Fries. Beihefte zum Botanischen Centralblatt, 35, 395–533. Gäumann, E. (1923). Beiträge zu einer Monographie der Gattung Peronospora Corda. Beiträge zur Kryptogamenflora der Schweiz, 5, 1–360. Göker, M., Riethmüller, A., Voglmayr, H., Weiß, M., & Oberwinkler, F. (2004). Phylogeny of Hyaloperonospora based on nuclear ribosomal internal transcribed spacer sequences. Mycological Progress, 3, 83–94. Göker, M., & Stamatakis, A. (2006). Maximum likelihood phylogenetic inference: An empirical comparison on a multi-locus dataset. (Poster presented at the German Conference on Bioinformatics 2006, Tübingen, Germany.) Retrieved June 12, 2007 from http://diwww.epfl.ch/∼stamatak/index-Dateien/publications/GCB2006_Poster.pdf. Göker, M., Voglmayr, H., Riethmüller, A., & Oberwinkler, F. (2007). How do obligate parasites evolve? A multi-gene phylogenetic analysis of downy mildews. Fungal Genetics and Biology, 44, 105–122. Göker, M., Voglmayr, H., Riethmüller, A., Weiß, M., & Oberwinkler, F. (2003). Taxonomic aspects of Peronosporaceae inferred from Bayesian molecular phylogenetics. Canadian Journal of Botany, 81, 672–683. Hall, G. S. (1996). Modern approaches to species concepts in downy mildews. Plant Pathology, 45, 1009–1026. Hudspeth, D. S. S., Nadler, S. A., & Hudspeth, M. E. S. (2000). A cox2 molecular phylogeny of the Peronosporomycetes. Mycologia, 92, 674–684. Hudspeth, D. S. S., Stenger, D. C., & Hudspeth, M. E. S. (2003). A cox2 phylogenetic hypothesis for the downy mildews and white rusts. Fungal Diversity, 13, 47–57. Hukkanen, A., Pietikäinen, L., Kärenlampi, S., & Kokko, H. (2006). Quantification of downy mildew (Peronospora sparsa) in Rubus species using real-time PCR. European Journal of Plant Pathology, 116, 225–235. Kirk, P. M., Cannon, P. F., David, J. C., & Stalpers, J. A. (2001). Ainsworth & Bisby’s dictionary of the fungi (9th ed.). Wallingford: CAB International. Komjáti, H., Walcz, I., Virányi, F., Zipper, R., Thines, M., & Spring, O. (2007). Characteristics of a Plasmopara angustiterminalis isolate from Xanthium strumarium. European Journal of Plant Pathology, 119, 421–428. Lamour, K. H., Win, J., & Kamoun, S. (2007). Oomycete genomics: New insights and future directions. FEMS Microbiology Letters, 274, 1–8. Landa, B. B., Montes-Borrego, M., Muñoz-Ledesma, F. J., & Jiménez-Díaz, R. M. (2007). Phylogenetic analysis of downy mildew pathogens of opium poppy and PCR-based in planta and seed detection of Peronospora arborescens. Phytopathology, 97, 1380–1390. Larran, S., Ronco, L., Mónaco, C., & Andreau, R. H. (2006). First report of Peronospora parasitica on rocket (Eruca sativa) in Argentina. Australasian Plant Pathology, 35, 377–378. Lecointre, G., & Le Guyader, H. (2006). The tree of life: A phylogenetic classification. Cambridge, MA: The Belknap Press of Harvard University Press. Petersen, A. B., & Rosendahl, S. (2000). Phylogeny of the Peronosporomycetes (Oomycota) based on partial sequences of the large ribosomal subunit (LSU rDNA). Mycological Research, 104, 1295–1303. Riethmüller, A., Voglmayr, H., Göker, M., Weiß, M., & Oberwinkler, F. (2002). Phylogenetic relationships of the downy mildews (Peronosporales) and related groups based on nuclear large subunit ribosomal DNA sequences. Mycologia, 94, 834–849. Riethmüller, A., Weiβ, M., & Oberwinkler, F. (1999). Phylogenetic studies of Saprolegniomycetidae and related groups based on nuclear large subunit DNA sequences. Canadian Journal of Botany, 77, 1790–1800. Scott, J. B., Hay, F. S., & Wilson, C. R. (2004). Phylogenetic analysis of the downy mildew pathogen of oilseed poppy in Tasmania, and its detection by PCR. Mycological Research, 108, 198–205. Skalický, V. (1966). Taxonomie der Gattungen der Familie Peronosporaceae. Preslia (Praha), 38, 117–129. Spring, O. (2004). Potential and limits for the use of new characters in the systematics of biotrophic oomycetes. In P. Spencer-Phillips, & M. Jeger (Eds.), Advances in downy mildew research, Vol 2 (pp. 211–231). Dordrecht: Kluwer. Spring, O., Bachofer, M., Thines, M., Riethmüller, A., Göker, M., & Oberwinkler, F. (2006). Intraspecific relationship of Plasmopara halstedii isolates differing in pathogenicity and geographic origin based on ITS sequence data. European Journal of Plant Pathology, 114, 309–315. Spring, O., Haas, K., Lamla, I., Thurnhofer, S., & Vetter, W. (2005). The composition and taxonomic significance of fatty acid patterns in three white rust species: Albugo amaranthi, A. candida and A. tragopogonis (Peronosporales, Albuginaceae). Mycological Progress, 4, 179–184. Spring, O., & Thines, M. (2004). On the necessity of new characters for classification and systematics of biotrophic Peronosporomycetes. Planta, 219, 910–914. Spring, O., Voglmayr, H., Riethmüller, A., & Oberwinkler, F. (2003). Characterization of a Plasmopara isolate from Helianthus x laetiflorus based on cross infection, morphological, fatty acids, and molecular phylogenetic data. Mycological Progress, 2, 163–170. Thines, M. (2006). Evaluation of characters available from herbarium vouchers for the phylogeny of the downy mildew genera (Chromista, Peronosporales), with focus on scanning electron microscopy. Mycotaxon, 97, 195–218. Thines, M. (2007a). Characterisation and phylogeny of repeated elements giving rise to exceptional length of ITS2 in several downy mildew genera (Peronosporaceae). Fungal Genetics and Biology, 44, 199–207. Thines, M. (2007b). Use of scanning electron microscopy in downy mildew systematics. In A. Lebeda, & P. Spencer-Phillips (Eds.), Advances in downy mildew research, Vol 3 (pp. 17–23). Olomouc: Palacký University and Kostelec na Hané, JOLA, v.o.s. Thines, M. (2007c). Repeats of the ITS2 of Plasmopara species and their relevance for phylogenetic studies. In A. Lebeda, & P. Spencer-Phillips (Eds.), Advances in downy mildew research, Vol 3 (pp. 31–35). Olomouc: Palacký University and Kostelec na Hané, JOLA, v.o.s. Thines, M., Göker, M., & Oberwinkler, F. (2006). A revision of Bremia graminicola. Mycological Research, 110, 646–656. Thines, M., Göker, M., Oberwinkler, F., & Spring, O. (2007). A revision of Plasmopara penniseti, with implications for the host range of the downy mildews with pyriform haustoria. Mycological Research, 111, 1377–1385. Thines, M., Göker, M., Telle, S., Ryley, M., Mathur, K., Narayana, Y. D., et al. (2008). Phylogenetic relationships of graminicolous downy mildews based on cox2 sequence data. Mycological Research, 112, 345–351. Thines, M., Komjáti, H., & Spring, O. (2005). Exceptional length of ITS in Plasmopara halstedii is due to multiple repetitions in the ITS-2 region. European Journal of Plant Pathology, 112, 395–398. Thines, M., & Spring, O. (2005). A revision of Albugo (Chromista, Peronosporomycetes). Mycotaxon, 92, 443–458. Voglmayr, H. (2003). Phylogenetic study of Peronospora and related genera based on nuclear ribosomal ITS sequences. Mycological Research, 107, 1132–1142. Voglmayr, H., & Constantinescu, O. (2008). Revision and reclassification of three Plasmopara species based on morphological and molecular phylogenetic data. Mycological Research, 112, 487–501. Voglmayr, H., Fatehi, J., & Constantinescu, O. (2006). Revision of Plasmopara (Chromista, Peronosporales) parasitic on Geraniaceae. Mycological Research, 110, 633–645. Voglmayr, H., & Greilhuber, J. (1998). Genome size determination in Peronosporales (Oomycota) by Feulgen image analysis. Fungal Genetics and Biology, 25, 181–195. Voglmayr, H., & Riethmüller, A. (2006). Phylogenetic relationships of Albugo species (white blister rusts) based on LSU rDNA sequence and oospore data. Mycological Research, 110, 75–85. Voglmayr, H., Riethmüller, A., Göker, M., Weiß, M., & Oberwinkler, F. (2004). Phylogenetic relationships of Plasmopara, Bremia and other genera of downy mildews with pyriform haustoria based on Bayesian analysis of partial LSU rDNA sequence data. Mycological Research, 108, 1011–1024. Voglmayr, H., & Thines, M. (2007). Phylogenetic relationships and nomenclature of Bremiella sphaerosperma (Chromista, Peronosporales). Mycotaxon, 100, 11–20. Waterhouse, G. M. (1973). 10. Peronosporales. In G. C. Ainsworth, F. K. Sparrow, & A. S. Sussman (Eds.), The fungi—An advanced treatise (pp. 165–183). New York: Academic. Yerkes, W. D., & Shaw, C. G. (1959). Taxonomy of Peronospora species on Cruciferae and Chenopodiaceae. Phytopathology, 49, 499–507.