小麥條銹菌夏孢子在不同溫度下離體處理后的致病力研究

黃 瑾，張 勃，孫振宇，賈秋珍，曹世勤，駱惠生，王曉明，金社林

（甘肅省農業科學院植物保護研究所，甘肅 蘭州 730070）

小麥條銹病由條形柄銹菌小麥專化型（Puccinia striiformis f.sp.tritici）引起，是小麥生產上危害最嚴重的流行性病害，發生面積大、危害損失嚴重［1-3］。此病害也是典型的氣傳病害，病菌夏孢子可借助高空氣流進行遠距離傳播，并可造成大范圍的流行成災［4］。李振岐等［5］研究發現，高空傳播距離與病菌夏孢子的存活時間有直接關系，條銹菌夏孢子在遠程傳播過程中能夠保持活力（即致病力）是條銹菌遠程傳播的必要條件之一，而溫度是影響孢子活力的主要因素之一［6］。為了探明條銹菌夏孢子離體后的活力，我們設置了-50、-45、-40、-35、-30、-25、-20℃ 7個不同溫度梯度，模擬研究了夏孢子在遠程傳播過程中的存活時間及對寄主小麥的致病力，以期為小麥條銹菌的遠距離傳播模型提供數據支持，同時為小麥條銹菌的長期保存提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試小麥條銹菌混合菌和感病品種銘賢169，均由甘肅省農業科學院植物保護研究所麥類病害課題組提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 菌種繁殖 試驗在甘肅省農業科學院植物保護研究所蘭州溫室內進行。將感病品種銘賢169播種于直徑9 cm的花盆中，每盆播種40粒，待第1葉全部展開后，采用涂抹法接種小麥條銹菌，置于溫室中常規培養。葉段上產生大量夏孢子時，收集于小塊硫酸紙袋中備用。

1.2.2 不同溫度、時間離體處理 將現收集的新鮮夏孢子定量置于玻璃試管中，分別置于-50、-45、-40、-35、-30、-25、-20℃溫度下，每隔24 h分別取夏孢子，即取各溫度梯度下處理1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 d后的小麥條銹菌接種于供試小麥苗，以不接種為對照。

1.2.3 接種、調查及數據分析 供試品種第1葉完全展開后，采用孢子懸浮液噴霧法定量接種。每處理設4個重復，在9～12℃條件下黑暗保濕24 h后，置于光照培養箱（18℃，10 000～15 000 lx，14 h/10 h光/暗交替）培養，接種第15天后調查發病情況，每盆定量20株，統計發病葉片數和嚴重度，計算平均嚴重度和發病率。嚴重度調查采用1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%共8級標準。

2 結果與分析

2.1 相同溫度離體處理不同時間后接種的發病率

由表1可知，在溫度相同的情況下，隨著夏孢子離體處理時間的增加，發病率逐漸降低。在-20 ℃條件下，處理 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 d后的平均發病率分別為74.39%、69.62%、58.44%、46.25%、23.68%、21.50%、8.25%、6.80%、6.32%和4.81%；在-30℃條件下，處理1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 d 后的平均發病率分別為29.11%、19.44%、18.57%、7.41%、6.49%、6.93%、9.35%、8.55%、1.63%和2.78%。-40℃條件下，處理1～8 d后的平均發病率為1.23%～2.78%；處理9～10 d后，對銘賢169不能侵染致病。-50℃條件下，處理1～6 d后的平均發病率為1.10%～1.39%，處理7～10 d后對銘賢169不能侵染致病。

表1 小麥條銹菌夏孢子在不同溫度下處理不同時間后的發病率 %

2.2 不同溫度離體處理相同時間后接種的發病率

由表1可知，在夏孢子處理時間一定時，在-50～-20℃下，隨著處理溫度的降低，發病率呈逐漸下降趨勢。其中-20、-25、-30、-35、-40、-45、-50℃低溫下處理1 d后，發病率分別為74.39%、43.30%、29.11%、23.26%、2.78%、2.50%和1.39%；處理3 d后，發病率分別為58.44%、18.06%、18.57%、10.84%、1.30%、1.30%和1.10%。對照（新鮮夏孢子）發病率為86.73%。

2.3 不同溫度下離體處理后接種的病害嚴重度

小麥條銹菌夏孢子在不同溫度下離體處理不同時間后的病害嚴重度見圖1，由圖1可知，夏孢子處理時間一定時，在-50～-20℃范圍內，隨著處理溫度的降低，接種后在常溫下培養發病的嚴重度呈逐漸下降趨勢。對不同溫度梯度下1～10 d的存活率分析發現，隨著離體處理溫度的降低，夏孢子的存活時間和發病率明顯降低，在-35～-20℃低溫下，離體小麥條銹菌夏孢子可存活10 d，發病率2.36%～74.39%，平均嚴重度0.13%～4.21%；在-40℃下，可存活8 d，發病率1.23%～2.78%，平均嚴重度0.01%～0.29%；在-50℃下，可存活6 d，發病率1.04%～1.39%，平均嚴重度0.01%～0.17%，發病程度較輕。

圖1 小麥條銹菌夏孢子在不同溫度下離體處理不同時間的病害嚴重度

2.4 不同溫度下離體處理后的存活時間

由圖2可知，在-35℃、-30℃、-25℃和-20℃的低溫條件下，小麥條銹菌夏孢子可離體存活10 d；在-40℃低溫條件下，可離體存活8 d；在-50℃低溫條件下，可離體存活6 d。說明隨著處理溫度的降低，夏孢子的存活率呈下降趨勢。

圖2 不同溫度下小麥條銹菌夏孢子的存活時間

3 結論與討論

試驗結果表明，在-35～-20℃下，條銹菌夏孢子可存活10 d，接種寄主小麥后病葉率2.36%～74.39%，平均嚴重度0.13%～4.21%；-40℃下可存活8 d，病葉率1.23%～2.78%，平均嚴重度0.01%～0.29%；-50℃下可存活 6 d，病葉率1.04%～1.39%，平均嚴重度0.01%～0.17%。隨著處理溫度的降低，夏孢子致病力逐漸下降；在相同溫度下，隨著夏孢子離體處理時間的延長，致病力亦呈逐漸下降趨勢。

小麥條銹菌夏孢子個體很輕，可隨氣流進行高空遠距離傳播［7］。植物病菌孢子多在大氣層靠近地球表面的對流層，對流層的氣溫隨高度的增加而降低，每升高1 000 m，溫度大約下降5～6℃［8］，小麥條銹菌夏孢子在高空中隨氣流遠距離傳播處在一個較低的溫度下［9］。故本試驗選擇-50～-20℃這個溫度區間作為研究范圍。

謝水仙等［10］利用高空氣流數據，分析了小麥條銹病傳播與高空氣流的關系，并發現在305、1 520、3 050、4 260 m不同海拔下均能捕捉到條銹菌夏孢子。張進文等［11］模擬各種風向風速，構建了的小麥條銹菌夏孢子空間分布模型。趙軍等［12］利用魯西南小麥條銹病發生程度和半球500 hPa平均高度，研究了條銹病發生程度與天氣演變的關系。我們初步對小麥條銹菌夏孢子在不同溫度下離體處理不同時間后的致病力研究進行了研究，為小麥條銹菌的遠距離傳播研究提供了基礎數據。但小麥條銹菌在自然界的存活還會受諸多因素的影響，這需要進一步研究。

參考文獻：

［1］陳萬權， 徐世昌， 吳立人.中國小麥條銹病流行體系與持續治理研究回顧與展望［J］.中國農業科學，2007， 40（增刊1）： 177-183.

［2］李振岐，曾士邁.中國小麥銹病［M］.北京： 中國農業出版社，2002.

［3］賈秋珍，金社林，曹世勤，等.警惕小麥條銹菌條中33號的流行與危害［J］. 甘肅農業科技， 2010（1）：31-34.

［4］WAN A M， ZHAO Z H， CHEN X M， et al.Wheat stripe rust epidemic and virulence of Puccinia striiformis f.sp.tritici in China in 2002［J］.Plant Disease， 2004，88（ 8）： 896-904.

［5］李振岐，劉漢文.陜、甘、青小麥條銹病發生發展規律之初步研究［J］.西北農學院學報，1957（1）：33-46.

［6］BROWN J K M， HOVM LLER M S.Aerial dispersal of pathogens on the global and continental scales and its impact on plant disease［J］.Science， 2002， 297： 537-541.

［7］謝水仙，汪可寧，陳楊林，等.我國小麥條銹病菌傳播與高空氣流關系的初步研究［J］.植物病理學報，1993， 23（ 3）： 203-209.

［8］汪 峰.大氣擴散模型與環境經濟損失評價研究［D］.大連：大連理工大學，2010.

［9］唐秀麗，范潔茹，周益林，等.小麥白粉菌分生孢子離體后存活時間與溫度的定量關系研究［J］.植物病理學報， 2015， 45（ 6）： 670-674.

［10］謝水仙，汪可寧，陳楊林，等.我國小麥條銹病菌傳播與高空氣流關系的初步研究［J］.植物病理學報，1993， 23（ 3）： 358-363.

［11］張進文，曾士邁.小麥條銹病菌（Puccinia striiformis West.）夏孢子一次傳播的空間分布［J］.北京農業大學學報， 1986， 12（ 1）： 47-56.

［12］趙 軍，黃善斌，孔凡忠.小麥條銹病與大氣環流的關系及長期預報［J］. 山東氣象， 1997， 69（ 3）：19-23.