小麥矮腥黑穗病菌對溫度的敏感性

江 輝， 周益林， 段霞瑜

（中國農業科學院植物保護研究所，植物病蟲害生物學國家重點實驗室，北京 100193）

小麥矮腥黑穗病是由Tilletia controversa Kühn（TCK）引起的重要國際檢疫性病害。該病害危害大，防治難，一旦傳入發生流行會給小麥生產帶來毀滅性危害。為了能有效地控制其發生和蔓延，國內外對該病害的生物學和流行學特性做了大量工作，并研究了影響TCK發生和流行的氣象等環境條件［1－3］。已有研究表明，溫度是影響此病害發生和流行的重要因子之一，而且溫度主要影響病菌冬孢子的萌發和侵染過程［4－6］。王吉霞等研究了溫度對小麥矮腥黑穗病菌冬孢子萌發的影響，并建立了TCK冬孢子萌發率和溫度之間的關系模型，試驗結果表明，TCK冬孢子在－2～12℃范圍內都可以萌發，5℃為最佳萌發溫度［7－8］，同時他們對5個菌株的研究還發現TCK冬孢子不但在不同溫度下的萌發特性和萌發率有差異，而且不同分離菌株冬孢子萌發對相同溫度的反應也有一定差異［7－8］。為了進一步明確不同分離菌株冬孢子萌發對溫度的反應，本研究在2009年通過室內控制不同溫度條件，選取采自不同年份的45個TCK菌株，對這些菌株的萌發過程及萌發特性進行觀察記錄，來研究不同菌株冬孢子萌發對溫度的敏感性，以便深入了解此病害發生和流行的成因，為防止該病害的傳入、傳播以及預測和防治決策提供重要依據。

1 材料和方法

1．1 供試材料

2002－2009年收集的45個小麥矮腥黑穗病菌分離菌株來自于美國或我國口岸截獲，其中T4～T20、T31為2002年采集菌株；T43、T54、T55為2003年采集菌株；T21～T23、T26～T30、T57為2004年采集菌株；T24、T44、T58、T59為2005年采集菌株；T32～T36、T60為2007年采集菌株；T38～T40、T61為2008年采集菌株；T41～T42為2009年采集菌株。

1．2 菌株冬孢子的萌發

小麥矮腥黑穗病菌菌株冬孢子的表面消毒處理和萌發參照王吉霞等的方法［7－8］：從不同分離菌樣品的同一發病麥穗取1粒菌癭，置于2 mL離心管中，滴適量蒸餾水靜置30 min浸泡菌癭，然后搗碎并充分振蕩，用150目網篩過濾后在室溫下培養24 h，低速離心后棄去上清液，加0．25%次氯酸鈉水溶液并在室溫下放置1 min表面消毒，然后用滅菌水洗3次，將冬孢子懸浮在滅菌水中并調至冬孢子濃度25萬～30萬個／mL，將配制的冬孢子懸浮液加入預先做好的培養基平板（100 mL培養基中含有2．5 g瓊脂、5 mg 80萬IU青霉素）上，每皿加冬孢子懸浮液0．25 mL（冬孢子合10個／mm2），并用無菌的三角玻璃棒均勻涂抹培養基表面，每個分離菌株做6個重復。用封口膜封好后倒置分別放于5℃和10℃的光照培養箱中培養。光照強度為600l x。

從培養15 d之后開始，每5 d觀察1次，每個培養皿觀察300～500個孢子。鏡檢以先菌絲長到冬孢子直徑的1／2時視為萌發，記錄萌發起始時間、萌發數目及生長情況。

2 結果與分析

2．1 不同溫度下TCK菌株冬孢子的萌發

參試菌株（2003、2005年和2009年菌株較少未列出）冬孢子在培養溫度分別在5℃和10℃時的萌發率變化過程如圖1所示。在TCK最適溫度5℃條件下，觀察冬孢子萌發過程的結果表明，參試45個TCK菌株的冬孢子最短萌發起始時間為20 d，大多數菌株為25 d。萌發后首先長出先菌絲，先菌絲長短差異較大，可以長到1～10倍冬孢子直徑不等。有的可觀察到多個萌發孔，在同一個冬孢子上產生多條先菌絲。起初先菌絲沒有隔膜，正常萌發的冬孢子在培養35 d以后先菌絲一端開始產生隔膜，并可觀察到先菌絲的頂端長出初生擔孢子和冬孢子融合后形成的H體和接合釘。絲狀的初生擔孢子是從先菌絲頂部開始生長，形成密集的一束，45 d時開始有少量的初生擔孢子頂端長出臘腸狀的次生擔孢子。此結果與王吉霞［7－8］和王軍平［9］的結果基本一致。

萌發結果顯示（圖1），5℃下培養的菌株萌發率明顯高于10℃下培養的菌株，配對法t檢驗的分析結果表明，當培養40 d后兩溫度參試菌株的萌發率達顯著水平，并且隨著培養時間的增長，兩個溫度下培養的菌株萌發率差異顯著性增加，達極顯著水平（見表1）。同時參試菌株在兩個溫度下萌發過程也存在一定差異，在5℃下培養時，萌發率隨培養天數增長較快；而在10℃下培養時，萌發率增長較慢（圖1）。

表1 兩個培養溫度下所有菌株萌發率的配對法t檢驗結果

2．2 不同年份TCK菌株冬孢子的萌發

不同年份收集的菌株萌發率不同，而且年份越早，萌發率越低。5℃條件下2002年收集的菌株絕大多數不能萌發，萌發率最高為5．6%。2003、2004、2007年和2008年的菌株萌發率最高值分別為49%、79．8%、84．5%和93．8%。10 ℃條件下2002年收集的菌株萌發率最高為13．1%，絕大多數菌株也不能萌發，2003、2004、2007年和2008年的菌株萌發率最高值分別為14．22%、10．55%、66%和92．2%。這些結果表明，隨著保存時間的延長，菌株的萌發率越來越低，室內條件儲存8年左右的一些菌株依然具有萌發能力。

圖1 不同年份采集的TCK菌株冬孢子在5℃和10℃下培養75d時的萌發率

2．3 相同年份采集的不同菌株的冬孢子萌發

比較相同年份收集的菌株在相同溫度下的萌發過程和萌發率，結果發現不同菌株之間萌發差異較大。如2008年采集的菌株在5℃條件下T61與其他3個菌株T38、T39和T40萌發率和萌發過程存在較大差異，T38、T39和T403個菌株萌發率曲線相似，其萌發速度快且萌發率高，培養75 d時其萌發率分別能達到93．8%、88．5%和90．8%，而 T61萌發慢且培養75 d時，其萌發率僅為63．3%。在10℃條件下T38、T39、T40和T61 4個菌株之間均存在一定差異，萌發速度最快的是T38，其次是T39和T40，最慢的是T61，培養75d時T38、T39、T40和T61的萌發率分別為92．2%、51．5%、59%，和16．4%（圖1e和1f）。此結果表明，不同的菌株萌發對溫度確實具有不同的敏感性。

3 結論與討論

通過對TCK不同菌株冬孢子在5℃和10℃條件下培養萌發，研究表明，菌株在不同溫度下萌發率不同，說明溫度對菌株冬孢子的萌發率和萌發過程有明顯影響。而且5℃下菌株萌發速度和萌發率明顯高于10℃，這與前人的研究結果一致［7－8］。試驗也發現個別菌株如T36和T40菌株在培養至25 d時，10℃下的萌發率反而高于5℃下的萌發率，但25 d以后5℃下的萌發速率明顯加快，5℃下菌株萌發率明顯高于10℃。

不同年份采集的TCK菌株冬孢子的萌發結果顯示，隨著保存時間的增長，菌株的萌發率會逐年降低，但室溫條件下保存8年左右的菌株仍有萌發能力，說明該病原菌具有較強的生存能力，同時也說明了防止該病害傳入的重要性。

此試驗另一重要結果是采自同一年份的不同菌株萌發率差異較大，也發現有些菌株如T13號菌株在10℃下培養的最終萌發率甚至還高于在5℃下培養的萌發率，這說明不同菌株的萌發對溫度確實具有不同的敏感性。作者推測TCK的冬孢子可以在土壤里存活較長時間，可能與此機制有關，也就是說在不同年份不同的溫度條件下，TCK通過不同菌株萌發率和萌發過程的差異，使其在較長的時期具備有侵染活力的病原菌，從而保證病害的發生和流行，此機制有待進一步研究。

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［6］ 楊巖，龐家智．小麥腥黑穗病和黑粉病［M］．北京：中國農業科技出版社，1999．

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［8］ 王吉霞．小麥矮腥黑穗病的發生與環境因子的相關性研究［D］．蘭州：甘肅農業大學，2005．

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