威胁巧克力的真菌放弃了有性生殖进行克隆

普渡大学的研究人员发现，一种对可可植物构成严重威胁的真菌病 - 巧克力来源 - 可以克隆地繁殖。真菌Moniliophthora roreri引起霜冻腐烂，这种疾病已经使美洲大部分地区的可可种植园大量灭绝。因为M. roreri属于一组产生蘑菇的真菌 - 真菌性的果实 - 许多研究人员和可可种鸽认为这种真菌是有性生殖的。

但普渡大学真菌学家Catherine Aime和JorgeDíaz-Valderrama的一项研究表明，M。roreri通过克隆产生了数十亿个可可豆荚破坏孢子，即使它有两种交配类型 - 性别的真菌等同物 - 以及看似功能性的交配基因。

这些发现有助于改善可可育种计划，并阐明产生蘑菇的真菌机制。

“这种真菌非常罕见 - 它具有交配类型，但不会进行有性生殖，”真菌学博士生Díaz-Valderrama说。“这些知识在生物学和经济上具有重要价值，因为我们寻求更好地了解蘑菇是如何产生的，以及我们如何减少这种疾病对可可产业的破坏。”可可是几乎完全由小农场生产的少数主要作物之一，可可价格的不稳定往往使杀菌剂成为种植者的风险投资。相反，许多种植者选择定期监测他们的农作物是否有霜冻腐烂的症状，埋葬豆荚，显示明显的黑暗病斑或白色粉尘，以防止真菌孢子的进一步扩散。

在过去的60年里，这种疾病已经蔓延 - 可能是通过不知情的运输受感染的豆荚 - 在南美大部分地区，整个中美洲和墨西哥。在一些地区，可怕果实腐烂使可可产量下降了100%，迫使许多种植者完全放弃种植园。巴西是美洲大陆唯一一个未被霜冻腐烂腐烂的可可生产国，其恶性影响促使全球大部分可可生产转移到西非。Díaz-Valderrama说，这些地区仍然极易受到这种疾病的影响。

了解真菌的基本生物学可以帮助控制疾病，但研究人员长期以来一直被M. roreri的生殖习惯所困扰，这种生活习惯似乎与姊妹物种的生殖习惯有所不同。

真菌繁殖很复杂。真菌可以具有大量不同的交配类型，而不是男性和女性，导致各种各样的潜在配偶 - 在某些物种中高达20,000。但是许多真菌也在有利条件下克隆繁殖，简单地复制它们的基因组并产生数十亿的后代。

深入研究M. roreri，Aime和Díaz-Valderrama的基因组学和群体遗传学，发现这种真菌可以进行性繁殖：它有两种看似相容的交配类型，似乎是功能性信息素受体。但他们无法找到任何证据表明交配类型在田间或实验室中重组，并且没有M. roreri蘑菇的记录存在 - 这表明真菌已经放弃了有性繁殖，有利于克隆。

“当真菌非常适合他们的环境时，真菌通常会通过克隆进行复制，”真菌学副教授艾梅说。“就资源而言，性生活是昂贵的，而克隆是生产大量后代的廉价而简单的方法。”

研究人员在南美洲发现了两种交配类型，在中美洲只发现了一种类型。这支持了这一假设，即该病起源于南美洲，最近被引入中美洲，并通过克隆繁殖迅速传播。

该研究还表明，一些研究人员认为不同品种的真菌实际上是两种交配类型的遗传变异。该研究结果为育种计划打开了大门，以研究哪种交配型毒性更强，并可能开发抗性可可品种。

Díaz-Valderrama说，与此同时，巧克力爱好者应该保持冷静。

“我们正在努力寻找可用于控制霜冻腐烂和保护脆弱的可可种植区域的生物化学成分。”