头孢菌素

唯一已知的小麦和禾本科植物的维管束萎蔫病是头孢菌素条带是由真菌病原体引起的禾谷头孢菌素(同期)。小脑处女膜埃利斯和埃弗尔)。这种微生物是冬小麦最重要的经济病原之一。它还感染其他冬季谷物,如燕麦、黑麦和大麦。禾本科是一种兼性寄生虫,通过根系伤口感染宿主,偶尔可通过种子传播。它可以无性繁殖,受土壤湿度、低温和低pH值的影响。该病最好通过有计划的种植和栽培措施加以控制。

疾病症状

最明显的症状是植物叶片的条纹(图1)。叶片上出现一到三条褪绿黄色条纹,通常包含一条中央棕色条纹,并继续生长在茎和叶片上(1)。如果周围大量接种物造成的疾病压力很大,则幼苗可能会发生花叶病、萎蔫和死亡。随着感染的进展,植物茎的颜色会变深。这种植物生长受阻,过早地产生一种种子,这种种子很轻,通常会枯萎和不育。如果疾病传播得足够广泛,受感染的农田可能会出现“双冠层”,有较高的健康植株和较短的受感染植株(1-3)。

头孢菌素条纹病
图1。冬小麦头孢菌素条纹病的症状(照片:Fukuda Tokuji)

出现在谷类碎屑上的子实体系得很松,受到干扰时很容易脱落。从外观上看,它的子实体——孢子虫体直径可达1厘米(0.4英寸),颜色为黄棕色,凸起,发光,潮湿时粘液中出现大量分生孢子(4)。

病原体生命周期

禾谷头孢菌素有两个阶段,寄生和腐生(图2)。

头孢菌素的生命周期
图2。禾谷头孢菌素的生命周期(照片:谷物疾病百科全书AHDB)

在春季和夏季,该真菌作为一种系统性维管束寄生虫,生活在寄主的木质部导管中。木质部的主要功能是将水分和养分从根输送到植物的茎和叶。分生孢子禾本科从根部的伤口进入植物,开始发芽。在春天,真菌开始生长,向上移动,并在茎和植物的叶子上定居(1-3,5)。病原体通过探索性的菌丝生长来实现这一点,菌丝是形成所有真菌菌丝体结构的单细胞线状结构。通过从患病植物收获的种子传播病原体的几率很低。尽管如此,它仍然可以作为病原体引入的来源,并在以前未发生病原体的地区引发流行病(6)。

在深秋和冬季,禾本科作为腐生植物在小麦碎屑上存活。在这里,形成孢子囊,在孢子囊上产生无性孢子(分生孢子)。腐生真菌是以死亡或腐烂的有机物为生并消化的真菌。真菌的这一阶段通常被称为小脑处女膜,也仍然用作该生物体的同义词或当前的双名名称(3,7)。小脑分生孢子可以在未受干扰的植物作物残留物上存活长达三年。在寒冷和潮湿时期,孢子孢子被雨水冲刷到土壤的根区。在这个区域,分生孢子通过土壤机械活动、昆虫、线虫或霜冻伤口造成的伤口进入植物。然后分生孢子萌发、迁移和定植于植物的其余部分,并开始其寄生生命周期(1-3,5)。这种真菌的有性阶段尚未报道。

化感作用

禾谷头孢菌素产生毒素格拉敏A。这种物质具有双重活性——植物毒性和抗生素。植物毒性是指它对植物有毒,并通过阻断维管组织帮助病原体在寄主上定居。作为一种广谱抗生素,格拉明a也有帮助禾本科通过限制驻留在植物碎屑上的微生物竞争的生长,在腐生阶段生存(3,8)。

感染情况

禾谷头孢菌素进化为使用,更喜欢较低的温度和湿度。温度范围为5-10°C(41-50°F),再加上秋季降雨,有利于分生孢子的产生,并将产生充足的接种量。另一方面,晚春和夏季的温度,特别是在干旱期,会抑制孢子形成。例如,在9月份,每克干土重量可检测到多达100000个分生孢子,而在5月至7月可检测到的病原体繁殖体不到5000个。寒冷的冬季条件也有利于病原菌的感染,因为冻胀,土壤温度冻结引起的冻害会在植物的根系上造成更多的伤口,病原菌可以通过这些伤口进入(2,4)。土壤的低pH值也有利于疾病的发展(9)。

经济重要性

冬季谷物,也称为冬季谷物,是在秋季播种的谷物作物,可以在厚厚的积雪覆盖下度过冬季,并在春季继续其生命周期。由于栽培措施,如在秋季提前播种冬小麦,促进了头孢菌素小麦条带的发育和生长,该病原菌是全球许多冬小麦产区的限制因素。试验表明,小麦因该病造成的产量损失可高达41%,而某些感病品种的产量损失可高达85%(2,10)。

疾病控制

通过使用杀菌剂对头孢菌素条纹进行化学控制尚未证明是最有效的抑制方法。另一方面,延迟播种是最简单的栽培方法之一,可以使疾病发展,因为早期播种使植物有更多的时间发展广泛的根系。更发达的根系更容易受到机械损伤,这意味着病原体分生孢子有更多的进入位置。此外,增加和不及时施肥也会增加根系表面积,因此建议秋季进行春季施肥。破坏或清除残留的秸秆碎片可以显著减少疾病的发展,因为它可以清除大量的传染性接种物。此外,通过添加石灰陶粒来提高土壤pH值对病原体更为不利,可以降低疾病的严重程度。种植具有遗传抗性的谷类作物品种可能是防止头孢菌素条纹病的最佳途径;然而,所有谷物品种(1-3,9)的成功抗性品种尚未开发出来。

参考文献:

  1. 《谷物疾病百科全书》。AHDB谷物和油籽;2018
  2. Murray TD,W.Parry D,D.Cattlin N.小谷类作物的疾病:彩色手册。华润出版社;2019
  3. Quincke MC、Murray TD、Peterson CJ、Sackett KE、Mundt CC。小麦头孢菌素条纹病的生物学与防治。植物病理学。2014;63(6):1207–17.
  4. Wiese M V,Ravencroft A V.孢子发育和产孢量禾谷头孢菌素. 植物病理学。1978;68(3):395–401.
  5. Wiese M V.小麦幼苗的定殖禾谷头孢菌素与症状发展有关。植物病理学。1972;62(9):1013–8.
  6. 默里运输公司。种子传播禾谷头孢菌素在冬小麦中。植物分布。2006;90(6):803–6.
  7. 威斯五世,拉文斯克罗夫特五世。禾谷头孢菌素人口。植物病理学。1975;65:1129–33.
  8. Kobayashi K,Ui T.小麦素A的植物毒性和抗菌活性,由禾谷头孢菌素小麦头孢菌素条纹病的病原。生理植物病理学。1979;14(1):129–33.
  9. 爱CS,Bruehl GW。土壤pH值对小麦头孢菌素条纹的影响。植物分布。1987;71(8):727–31.
  10. Quincke MC,Peterson CJ,Mundt CC。冬小麦头孢菌素条纹病发生与产量损失的关系。Int J Agron。2012

出版:2021年6月7日更新:2021年7月23日

杜桑·萨迪科维奇

作者:

真菌学家-理学硕士,博士
官网入口

事实核实人:

消费物价指数、消费物价指数、消费物价指数
官网入口

查尔斯·莱杜克

寻找模具库数据集或机器学习算法来训练你的人工智能?

官网入口模具清洁工创造了一个显微镜图像的开源库用于训练机器学习算法的各种模型。如果您想访问它,只需填写以下表格,我们将很快与您联系: