小麦矮腥黑穗病菌对温度的敏感性

江 辉， 周益林， 段霞瑜

（中国农业科学院植物保护研究所，植物病虫害生物学国家重点实验室，北京 100193）

小麦矮腥黑穗病是由Tilletia controversa Kühn（TCK）引起的重要国际检疫性病害。该病害危害大，防治难，一旦传入发生流行会给小麦生产带来毁灭性危害。为了能有效地控制其发生和蔓延，国内外对该病害的生物学和流行学特性做了大量工作，并研究了影响TCK发生和流行的气象等环境条件［1－3］。已有研究表明，温度是影响此病害发生和流行的重要因子之一，而且温度主要影响病菌冬孢子的萌发和侵染过程［4－6］。王吉霞等研究了温度对小麦矮腥黑穗病菌冬孢子萌发的影响，并建立了TCK冬孢子萌发率和温度之间的关系模型，试验结果表明，TCK冬孢子在－2～12℃范围内都可以萌发，5℃为最佳萌发温度［7－8］，同时他们对5个菌株的研究还发现TCK冬孢子不但在不同温度下的萌发特性和萌发率有差异，而且不同分离菌株冬孢子萌发对相同温度的反应也有一定差异［7－8］。为了进一步明确不同分离菌株冬孢子萌发对温度的反应，本研究在2009年通过室内控制不同温度条件，选取采自不同年份的45个TCK菌株，对这些菌株的萌发过程及萌发特性进行观察记录，来研究不同菌株冬孢子萌发对温度的敏感性，以便深入了解此病害发生和流行的成因，为防止该病害的传入、传播以及预测和防治决策提供重要依据。

1 材料和方法

1．1 供试材料

2002－2009年收集的45个小麦矮腥黑穗病菌分离菌株来自于美国或我国口岸截获，其中T4～T20、T31为2002年采集菌株；T43、T54、T55为2003年采集菌株；T21～T23、T26～T30、T57为2004年采集菌株；T24、T44、T58、T59为2005年采集菌株；T32～T36、T60为2007年采集菌株；T38～T40、T61为2008年采集菌株；T41～T42为2009年采集菌株。

1．2 菌株冬孢子的萌发

小麦矮腥黑穗病菌菌株冬孢子的表面消毒处理和萌发参照王吉霞等的方法［7－8］：从不同分离菌样品的同一发病麦穗取1粒菌瘿，置于2 mL离心管中，滴适量蒸馏水静置30 min浸泡菌瘿，然后捣碎并充分振荡，用150目网筛过滤后在室温下培养24 h，低速离心后弃去上清液，加0．25%次氯酸钠水溶液并在室温下放置1 min表面消毒，然后用灭菌水洗3次，将冬孢子悬浮在灭菌水中并调至冬孢子浓度25万～30万个／mL，将配制的冬孢子悬浮液加入预先做好的培养基平板（100 mL培养基中含有2．5 g琼脂、5 mg 80万IU青霉素）上，每皿加冬孢子悬浮液0．25 mL（冬孢子合10个／mm2），并用无菌的三角玻璃棒均匀涂抹培养基表面，每个分离菌株做6个重复。用封口膜封好后倒置分别放于5℃和10℃的光照培养箱中培养。光照强度为600l x。

从培养15 d之后开始，每5 d观察1次，每个培养皿观察300～500个孢子。镜检以先菌丝长到冬孢子直径的1／2时视为萌发，记录萌发起始时间、萌发数目及生长情况。

2 结果与分析

2．1 不同温度下TCK菌株冬孢子的萌发

参试菌株（2003、2005年和2009年菌株较少未列出）冬孢子在培养温度分别在5℃和10℃时的萌发率变化过程如图1所示。在TCK最适温度5℃条件下，观察冬孢子萌发过程的结果表明，参试45个TCK菌株的冬孢子最短萌发起始时间为20 d，大多数菌株为25 d。萌发后首先长出先菌丝，先菌丝长短差异较大，可以长到1～10倍冬孢子直径不等。有的可观察到多个萌发孔，在同一个冬孢子上产生多条先菌丝。起初先菌丝没有隔膜，正常萌发的冬孢子在培养35 d以后先菌丝一端开始产生隔膜，并可观察到先菌丝的顶端长出初生担孢子和冬孢子融合后形成的H体和接合钉。丝状的初生担孢子是从先菌丝顶部开始生长，形成密集的一束，45 d时开始有少量的初生担孢子顶端长出腊肠状的次生担孢子。此结果与王吉霞［7－8］和王军平［9］的结果基本一致。

萌发结果显示（图1），5℃下培养的菌株萌发率明显高于10℃下培养的菌株，配对法t检验的分析结果表明，当培养40 d后两温度参试菌株的萌发率达显著水平，并且随着培养时间的增长，两个温度下培养的菌株萌发率差异显著性增加，达极显著水平（见表1）。同时参试菌株在两个温度下萌发过程也存在一定差异，在5℃下培养时，萌发率随培养天数增长较快；而在10℃下培养时，萌发率增长较慢（图1）。

表1 两个培养温度下所有菌株萌发率的配对法t检验结果

2．2 不同年份TCK菌株冬孢子的萌发

不同年份收集的菌株萌发率不同，而且年份越早，萌发率越低。5℃条件下2002年收集的菌株绝大多数不能萌发，萌发率最高为5．6%。2003、2004、2007年和2008年的菌株萌发率最高值分别为49%、79．8%、84．5%和93．8%。10 ℃条件下2002年收集的菌株萌发率最高为13．1%，绝大多数菌株也不能萌发，2003、2004、2007年和2008年的菌株萌发率最高值分别为14．22%、10．55%、66%和92．2%。这些结果表明，随着保存时间的延长，菌株的萌发率越来越低，室内条件储存8年左右的一些菌株依然具有萌发能力。

图1 不同年份采集的TCK菌株冬孢子在5℃和10℃下培养75d时的萌发率

2．3 相同年份采集的不同菌株的冬孢子萌发

比较相同年份收集的菌株在相同温度下的萌发过程和萌发率，结果发现不同菌株之间萌发差异较大。如2008年采集的菌株在5℃条件下T61与其他3个菌株T38、T39和T40萌发率和萌发过程存在较大差异，T38、T39和T403个菌株萌发率曲线相似，其萌发速度快且萌发率高，培养75 d时其萌发率分别能达到93．8%、88．5%和90．8%，而 T61萌发慢且培养75 d时，其萌发率仅为63．3%。在10℃条件下T38、T39、T40和T61 4个菌株之间均存在一定差异，萌发速度最快的是T38，其次是T39和T40，最慢的是T61，培养75d时T38、T39、T40和T61的萌发率分别为92．2%、51．5%、59%，和16．4%（图1e和1f）。此结果表明，不同的菌株萌发对温度确实具有不同的敏感性。

3 结论与讨论

通过对TCK不同菌株冬孢子在5℃和10℃条件下培养萌发，研究表明，菌株在不同温度下萌发率不同，说明温度对菌株冬孢子的萌发率和萌发过程有明显影响。而且5℃下菌株萌发速度和萌发率明显高于10℃，这与前人的研究结果一致［7－8］。试验也发现个别菌株如T36和T40菌株在培养至25 d时，10℃下的萌发率反而高于5℃下的萌发率，但25 d以后5℃下的萌发速率明显加快，5℃下菌株萌发率明显高于10℃。

不同年份采集的TCK菌株冬孢子的萌发结果显示，随着保存时间的增长，菌株的萌发率会逐年降低，但室温条件下保存8年左右的菌株仍有萌发能力，说明该病原菌具有较强的生存能力，同时也说明了防止该病害传入的重要性。

此试验另一重要结果是采自同一年份的不同菌株萌发率差异较大，也发现有些菌株如T13号菌株在10℃下培养的最终萌发率甚至还高于在5℃下培养的萌发率，这说明不同菌株的萌发对温度确实具有不同的敏感性。作者推测TCK的冬孢子可以在土壤里存活较长时间，可能与此机制有关，也就是说在不同年份不同的温度条件下，TCK通过不同菌株萌发率和萌发过程的差异，使其在较长的时期具备有侵染活力的病原菌，从而保证病害的发生和流行，此机制有待进一步研究。

［1］ Hoff mann J A．Buntof wheat［J］．Plant Disease，1982，66：979－986．

［2］ Zhang Z，Zhang C R，Wang Z Z．Plant quarantine significance of d warf buntof wheat to China［J］．Bulletin OEPP／EPPO Bulletin，1995，25：665－667．

［3］ Trione E J．Dwarf buntof wheat and its i mportance in inter national wheat trade［J］．Plant Disease，1982，66（11）：1083－1088．

［4］ Tyler L J，Jensen N F．So me factors t hat influence developmentof d warf bunt in winter wheat［J］．Phytopat hology，1958，44：565－571．

［5］ Purdy L H，Kendrick E L，Hoff mann J A，et al．Dwarf buntof wheat［J］．Annual Review of Microbiology，1963，17：199－222．

［6］ 杨岩，庞家智．小麦腥黑穗病和黑粉病［M］．北京：中国农业科技出版社，1999．

［7］ 王吉霞，周益林，段霞瑜，等．温度对小麦矮腥黑穗病菌冬孢子萌发的影响［J］．植物保护，2006，32（1）：38－40．

［8］ 王吉霞．小麦矮腥黑穗病的发生与环境因子的相关性研究［D］．兰州：甘肃农业大学，2005．

［9］ 王军平．小麦矮腥黑穗病菌的生物学和流行学初步研究［D］．兰州：甘肃农业大学，2003．