一项基因调查最终追溯到导致爱尔兰马铃薯饥荒的病原体的来源，结束了一个悬而未决多年的案件。研究人员确定南美洲的安第斯山脉是致病疫霉（Phytophthora infestans），又称马铃薯晚疫病或晚疫病，的发源地。
这种病原体以真菌状微生物（卵菌/水霉）的形式出现，在历史上曾严重破坏马铃薯和番茄作物。一项发表在《PLOS One》杂志上的新研究解决了关于致病疫霉传播的争论，揭示了其在几个世纪以来的演变过程。
相互冲突的病原体假说
此前，关于致病疫霉起源的争论分成了两大阵营；许多科学家认为该病原体最初出现在墨西哥中部，这是一种广为接受的观点。然而，另一些人则坚持认为它是在南美洲更南部地区产生的。由于致病疫霉与某些相关病原体在基因上的相似性，这项新研究有力支持了南美洲假说。
研究人员将致病疫霉的完整基因组与安第斯疫霉（Phytophthora andina）和番茄疫霉（Phytophthora betacei）进行了比较，这两种近亲病原体仅在南美洲发现。结果表明，这三种物种非常相似。
“这是有史以来规模最大的致病疫霉及其姊妹谱系的完整基因组研究之一，”北卡罗来纳州立大学植物病理学教授兼该研究的通讯作者 Jean Ristaino 在新闻发布会上表示。“通过对这些基因组进行测序并考虑进化关系和迁移模式，我们发现整个安第斯地区是物种形成的热点，即一个物种分裂成两个或更多个不同物种的地方。”
相反，研究发现致病疫霉与两种墨西哥病原体——美丽疫霉（P. mirabilis）和甘薯疫霉（P. ipomoea）——表现出明显的差异。
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病原体如何导致饥荒？
这项研究似乎证实了致病疫霉从南美洲传播到北美洲。1843年，美国首次记录到费城和纽约港口附近出现这种疾病的报告。此后不久，它随一船马铃薯运往欧洲，到1845年，它摧毁了比利时、荷兰和英格兰南部的马铃薯作物。
致病疫霉传播到爱尔兰，该国严重依赖马铃薯——马铃薯是至少三分之二人口（包括许多农业劳工）的主食。这种病原体对该国的马铃薯作物造成了重大打击，留下了普遍的贫困和疾病。随之而来的大饥荒从1845年持续到1852年，是爱尔兰历史上的一场重大危机，由于死亡和移民导致人口锐减；在此期间约有一百万人死亡，近两百万人离开了国家。
马铃薯枯萎病继续威胁着全球的马铃薯和番茄，估计每年造成全球67亿美元的损失。
多年来，研究人员一直在寻找对致病疫霉具有一定抗性的马铃薯品种。过去主要关注的是野生马铃薯品种Solanum demissum，它原产于墨西哥和危地马拉，含有能提供病原体抗性的等位基因。然而，一个紧迫的问题是病原体能够变异成能够突破先前具有抗性的马铃薯防御机制的变种。因此，寻找新的抗性来源至关重要。
安第斯山脉的抵抗力
认识到这种病原体最初来自安第斯山脉，引起了人们对该地区可能存在病原体抗性的关注。
Ristaino 在发布会上说：“气候变化给安第斯高海拔地区带来了更多干旱，因此我们可能在了解这些马铃薯是否能提供晚疫病抗性之前就失去它们。”
了解致病疫霉至今的演变过程，现在可能有助于研究人员确定接下来需要去哪里寻找新的抗性来源。
“历史上的致病疫霉——1845-1889年收集的样本——是所有其他致病疫霉种群中最早分化的，现代的南美洲和墨西哥种群都显示出源自历史致病疫霉的共同祖先，”Ristaino 在发布会上说。“现代全球贸易似乎促成了南美洲和墨西哥病原体种群的混合。”
文章来源
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PLOS One. 泛基因组分析揭示了致病疫霉和1c进化枝物种的起源中心和进化史
Scientific Reports. 利用文本分析重建历史和现代马铃薯晚疫病疫情
爱尔兰大饥荒博物馆. 了解大饥荒
RHS. 马铃薯枯萎病
美国农业部. 野生马铃薯被用于晚疫病防御
