論農業氣象因素影響稻瘟病發生分子機制初探

許艷男+賈麗杰+董文勝

[摘 要] 我國人口眾多，保證糧食安全，是維護國家穩定的關鍵，所以要提高糧食產量，增加農業產值，減少病蟲害帶來的農業損失，這也是三農問題和社會主義新農村建設的核心話題。本文主要針對水稻種植進行了深入的研究，對稻瘟病的產生因子進行了科學的分析，為水稻種植的減災增產工作提供科技支持。

[關鍵詞] 稻瘟病 稻瘟菌 氣象因素 分子機制

[中圖分類號] S431.9 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650（2017）05-0296-01

引言

本文主要在病蟲害對糧食產量的影響方面進行了研究，并給出了針對性的防控建議，目的就是為了提高糧食產量，這也是發展現代化農業的基本要求，稻米是人們日常生活中的主食，所以加強稻瘟病的防治至關重要，在這一過程中筆者結合了相關的理論知識，并進行了大量的生物實驗，對氣象因素影響稻瘟病發生分子機制進行了詳細的探究。

1 水稻稻瘟病發生的條件、侵染過程和發病特征

1.1 稻瘟病發生的條件

囊菌是引發水稻稻瘟病的主要因子，發病的機理就是降低水稻基礎免疫能力，使稻瘟病爆發和流行。在這一過程中，必須要具備相應的條件才能促使這一病癥發生，其一是水稻屬于易于感病且基礎免疫力差的品種，這屬于本質因素，其二是存在能夠致使水稻染病的菌群，其三是適合于菌群生長和染病的氣象條件，主要的內容包括溫度、光照、濕度等因子。

1.2 病菌侵染水稻的過程

經過研究我們得出了稻瘟菌侵染水稻的過程大體可以分為五個環節，第一步是進行孢子吸附，然后開始萌發和生長。第二步是芽管在侵入體中逐漸生成。第三步是形成附著胞，為侵入釘的產生創造條件。第四步是產生侵入釘。第五步是稻瘟菌菌絲開始在被侵入的宿主體內生長。從氣象因素的角度來分析，是通過風力的傳輸將孢子吹落到水稻葉片之上，然后由孢子自身分泌一定的粘液產生較強的吸附力，使其不易掉落，當環境適宜時，孢子就可以生長，產生瘟病。

1.3 稻瘟病發病的特征

經過研究，稻瘟病發病期主要存在于秧苗階段、分蘗期和抽穗期，開始的菌體感染屬于潛伏期。由于菌體感染時的位置不同，稻瘟病的發病部位也各不相同，經過總結，主要的瘟病部位有苗瘟、葉瘟、穗頸瘟及節瘟等。整個稻瘟病發病循環過程是由傳播、侵入、潛育、再侵染四個環節組成，其中孢子的傳播，吸附和萌發、侵入釘的形成和侵入水稻細胞體這一過程所需時間在6h左右，然后菌體進入潛育期，接下來會產生病斑，病斑區域會產生大量的孢子，導致大面積病發。

2 水稻對菌體的抗性機理

2.1 水稻自身免疫系統

水稻自身對囊菌主要形成了兩個層次的天然免疫機制。其一是由病原菌相關分子模式誘導的PTI，其二是由效應蛋白誘導的ETI。植物會對侵入細胞表面的病菌進行原微生物的病原菌進行分子模式識別，激活PTI免疫系統，使其抵抗并峻的侵入，但是，在這一過程中，病菌會分泌效應蛋白來抑制PTI免疫能力的發揮，與此同時，植物也會進化出能夠識別效應分子的抗性蛋白，產生ETI免疫效應，來抵抗病菌入侵。這些抗性基因主要編碼為NBS-LRR類蛋白。

抗稻瘟病的醚菌脂分子式

2.2 硅含量對并發率的影響

隨著研發的不斷深入，相關的專業人士發現營養元素硅的含量對稻瘟病抗性有一定的影響，采取外施硅鹽，可以提高水稻葉片硅質化程度， 降低稻瘟病的發病率，所以我們認為硅的含量與水稻稻瘟病發病率呈反比，也就是說，硅的含量越高，稻瘟病發病率越低，這主要是因為礦化硅可以包圍病菌菌絲，抑制菌絲的生長。

2.3 稻瘟病發生程度預測分級標準

我們將病害指數定義為DI，是感染稻瘟病的發病面積與種植面的比值，并將20%以下定義為輕度發生率，20%—40%定義為重度發生率，40%以上為重度發生率，發病級別如下：

根據相關數據進行不同氣象條件下的病害等級確定（黑龍江省某市）：

3 氣象因素對稻瘟病影響的分子機理

3.1 溫度

第一，最適宜病菌生長的溫度為25℃～28℃，最容易產生瘟病，當溫度高于35℃或者低于15℃時，不利于病菌的生長。當溫度較高時，病菌會形成耐熱蛋白來抵抗高溫，當溫度過低時菌體會通過腺苷酸激酶來適應寒冷的環境；第二，水稻屬于喜溫植物，如果溫度較低，苗期和育穗期就會受到影響，光合作用降低，發生枯萎，導致瘟病；第三，關于溫度對病原菌和水稻相互作用的影響研究的較少，還不是很深入，無法進行定性分析，根據目前的研究，我們可以得出該影響具有動態性。

3.2 光照

第一是光照對病瘟菌的影響。光照可以抑制病菌的生長，主要體現在稻瘟菌與水稻接觸后經歷的黑暗期，如果這一時期光照較強，病菌將無法快速生長。除此之外，光照越強，芽管越短，附著胞也會受到抑制，降低侵染率；第二是光照對水稻抗病能力的影響。光照較好的情況下，水稻光合作用強，植株生長旺盛，抗病能力較強。但是對于光照對水稻抗瘟性影響的分子機制還沒有清晰透徹的見解，因為相對之下，該機制較為復雜，還需作進一步的深入研究。

3.3 濕度

濕度對病瘟菌生長的影響較大，主要是因為病瘟菌需要一定的適度為其提供生長環境，尤其是當濕度達到90%時，菌體會快速繁殖，除此之外，濕度較大的情況下，會在水稻葉片表面形成水膜，更有利于孢子的粘附和侵入，所以導致并發率較高。還有一個重要原因是濕度大可以縮短病菌的潛育期，快速的增加孢子量，為稻瘟病的流行提供了條件。

4 結束語

從氣象因素的角度對稻瘟病暴發與流行進行分析是當前科研的重點，主要的研究內容就是氣溫、濕度 和光照等氣象條件對菌體生長傳播和水稻自身免疫能力之間的關系，從分子機制角度進行深化研究，采用基因、生物等方法來有效控制稻瘟病，加大研發力度，為水稻的防病減災工作提供保障。