木薯（Manihot esculenta Crantz）是全球熱帶和亞熱帶地區(qū)重要的糧食安全作物。然而，多種生物脅迫限制了其生產(chǎn)，木薯蛙皮�。–assava Frogskin Disease, CFSD）便是其中一種嚴重的根部病害。該病自20世紀70年代在哥倫比亞考卡省首次報道以來，已蔓延至多個拉丁美洲國家。CFSD主要危害木薯塊根，限制淀粉積累，且地上部常無癥狀，給診斷和防控帶來巨大挑戰(zhàn)。近年來，多達四種病毒和一種植原體（16SrIII組）在病株中被發(fā)現(xiàn)，但各病原在致病過程中的作用及相互關(guān)系尚不完全清楚。2020年至2023年間，哥倫比亞奧里諾基亞地區(qū)爆發(fā)了嚴重的CFSD，對當(dāng)?shù)啬臼懋a(chǎn)量造成顯著影響。本研究旨在闡明此次爆發(fā)的流行病學(xué)特征及關(guān)鍵病原。

研究者采用有限種群抽樣策略，在2023年對哥倫比亞木薯主產(chǎn)區(qū)的約136塊田地進行調(diào)查，每塊田地評估約30株植株的根部癥狀，總計4620次觀察。重點區(qū)域為奧里諾基亞地區(qū)（包括梅塔省和阿拉卡省）和安第斯地區(qū)（考卡�。�。病害嚴重度采用1-5級分級系統(tǒng)，僅記錄4級和5級的嚴重根部癥狀。從149株植株上采集幼葉或頂芽組織，用硅膠干燥保存。通過CTAB法提取總核酸，利用反轉(zhuǎn)錄PCR（RT-PCR）及特異性引物，檢測已知的與CFSD相關(guān)的病原體，包括木薯蛙皮相關(guān) oryzavirus（CsFSaV）、木薯 torrado-like virus 1和2（CsTLV-1, CsTLV-2）、木薯新alpha柔性病毒（CsNAV）、木薯polero樣病毒（CsPLV）、木薯X病毒（CsVX）以及16SrIII-L植原體。為分析 torradovirus 的遺傳多樣性，針對CsTLV-1的RdRp（RNA依賴的RNA聚合酶）區(qū)域和CsTLV-2的Pro-Pol（蛋白酶-聚合酶）區(qū)域設(shè)計特異性引物進行擴增，并對擴增子進行納米孔測序。利用系統(tǒng)發(fā)育分析和群體遺傳學(xué)方法（如計算單倍型多樣性Hd、核苷酸多樣性π及中性檢驗Tajima’s D等）比較了奧里諾基亞和考卡地區(qū) torradovirus 種群的遺傳特征。

田間調(diào)查顯示，奧里諾基亞地區(qū)CFSD嚴重根部癥狀的流行率非常高。在調(diào)查的田地中，37.3%的田地流行率在6-15%之間，34.5%的田地流行率超過15%。具體到市鎮(zhèn)，富恩特德奧羅（Fuente de Oro）的預(yù)測流行率最高，達66.67%，格拉納達（Granada）為63.33%，埃爾南索鎮(zhèn)（Vista Hermosa）為56.67%，萊拉斯港（Puerto Lleras）為46.67%，埃爾卡斯蒂略（El Castillo）為23.33%。而在薩拉韋納（Saravena），流行率最低，為10%。在安第斯地區(qū)的考卡省，75%的調(diào)查田地病害流行率在0-5%的低區(qū)間，但布宜諾斯艾利斯市（Buenos Aires）的流行率也達到了36.67%。這些數(shù)據(jù)表明，奧里諾基亞地區(qū)的病害嚴重程度和空間分布廣度均顯著高于作為病害歷史發(fā)生區(qū)的考卡省。

對149份樣本的分子檢測揭示了不同地區(qū)病原體組成的顯著差異。在奧里諾基亞地區(qū)，最流行的病原體是CsFSaV，檢出率為57.89%；其次是 torradovirus（統(tǒng)稱CsTLV），檢出率為27.63%。值得注意的是，在CsTLV陽性樣本中，CsTLV-2的檢出率為100%，而CsTLV-1僅占9.52%。此外，植原體（16SrIII-L）的檢出率極低（<2%），其他病毒如CsPLV、CsVX和CsNAV的檢出率也較低。與此形成鮮明對比的是，在考卡省，torradovirus 的總體檢出率更高，達46.58%，其中CsTLV-1和CsTLV-2的檢出率分別為52.94%和85.29%（部分樣本為共感染）。然而，CsFSaV在考卡省的檢出率僅為20.55%，遠低于奧里諾基亞地區(qū)。同時，CsPLV和CsVX在考卡省的檢出率較高，分別達到39.73%和41.10%。

系統(tǒng)發(fā)育分析基于RdRp區(qū)域序列，將 torradovirus 清晰地分為CsTLV-1和CsTLV-2兩個種。來自考卡省的CsTLV-2分離株形成了一個單系群，與來自梅塔省和阿拉卡省（奧里諾基亞地區(qū)）的分離株區(qū)分開來。而CsTLV-1的分離株幾乎全部來自考卡省，并至少分布在三個得到良好支持的進化簇中。群體遺傳學(xué)分析顯示，CsTLV-1的核苷酸多樣性（π = 0.087）和單倍型多樣性（Hd = 1.000）均很高，其中性檢驗值（Tajima’s D）為正但不顯著，提示其種群可能較為穩(wěn)定或存在種群結(jié)構(gòu)。CsTLV-2整體上具有更多的多態(tài)性位點，但核苷酸多樣性（π = 0.077）略低于CsTLV-1，其中性檢驗值（Tajima’s D, Fu and Li’s D/F）均為負值（盡管不顯著），這種模式與近期種群擴張的特征相符。進一步對CsTLV-2進行地區(qū)亞群分析發(fā)現(xiàn)，奧里諾基亞種群具有比考卡種群更高的遺傳多樣性，且兩者的中性檢驗值均為顯著負值，共同支持了兩個地區(qū)CsTLV-2種群均經(jīng)歷了近期擴張的假說，其中奧里諾基亞種群的擴張信號尤為明顯。

2020-2023年奧里諾基亞地區(qū)的CFSD疫情，在田間表現(xiàn)為嚴重根部癥狀的高流行率，在分子水平上則以CsFSaV和CsTLV-2的廣泛流行為特征。此前研究已證實，在混合感染中，僅 torradovirus 的單一致病就足以引起典型的CFSD嚴重根部癥狀，而CsFSaV和植原體并非必需。因此，本研究中CsTLV-2在奧里諾基亞地區(qū)的絕對優(yōu)勢（占所有CsTLV感染樣本的100%）及其種群遺傳學(xué)所顯示的近期擴張?zhí)卣鳎瑥娏姨崾綜sTLV-2在此次疫情暴發(fā)中扮演了關(guān)鍵角色。相比之下，在CFSD歷史發(fā)生區(qū)考卡省，病原體組成更為復(fù)雜，torradovirus 多樣性更高，且CsTLV-1和CsTLV-2長期共存，這可能反映了該地區(qū)病害與病原長期共進化所形成的相對穩(wěn)定的生態(tài)。不同地區(qū)流行的木薯品種（如奧里諾基亞以“巴西種”為主，考卡以“阿爾戈多納”地方品種為主）和農(nóng)業(yè)氣候條件的差異，也可能影響了病原體的積累和傳播動態(tài)。CsTLV-2在奧里諾基亞地區(qū)的遺傳同質(zhì)性和擴張模式，與許多植物RNA病毒在疫情暴發(fā)初期的特征一致，這為理解CFSD的流行規(guī)律和制定針對性防控策略（如推廣無毒種苗、監(jiān)測優(yōu)勢病原株系）提供了重要線索。

本研究表明，2020-2023年哥倫比亞奧里諾基亞地區(qū)嚴重的木薯蛙皮病（CFSD）爆發(fā)，其特點不僅是田間嚴重根部癥狀的高流行率，更關(guān)鍵的是木薯蛙皮相關(guān) oryzavirus（CsFSaV）和木薯 torradovirus 2（CsTLV-2）的廣泛傳播與高頻共感染。其中，CsTLV-2在奧里諾基亞種群中表現(xiàn)出的遺傳同質(zhì)性和近期擴張?zhí)卣鳎瑥娏野凳酒湓诖舜我咔楸┌l(fā)中的主導(dǎo)作用。相比之下，在歷史病區(qū)考卡省， torradovirus 的物種（CsTLV-1和CsTLV-2）及株系多樣性更為豐富。這些發(fā)現(xiàn)為解析CFSD的病原復(fù)合體組成、時空動態(tài)及演化規(guī)律建立了重要的基線，對于該病害在美洲地區(qū)的持續(xù)監(jiān)測和有效防控具有重要的科學(xué)意義。