小麦条锈菌夏孢子在不同温度下离体处理后的致病力研究

黄 瑾，张 勃，孙振宇，贾秋珍，曹世勤，骆惠生，王晓明，金社林

（甘肃省农业科学院植物保护研究所，甘肃 兰州 730070）

小麦条锈病由条形柄锈菌小麦专化型（Puccinia striiformis f.sp.tritici）引起，是小麦生产上危害最严重的流行性病害，发生面积大、危害损失严重［1-3］。此病害也是典型的气传病害，病菌夏孢子可借助高空气流进行远距离传播，并可造成大范围的流行成灾［4］。李振岐等［5］研究发现，高空传播距离与病菌夏孢子的存活时间有直接关系，条锈菌夏孢子在远程传播过程中能够保持活力（即致病力）是条锈菌远程传播的必要条件之一，而温度是影响孢子活力的主要因素之一［6］。为了探明条锈菌夏孢子离体后的活力，我们设置了-50、-45、-40、-35、-30、-25、-20℃ 7个不同温度梯度，模拟研究了夏孢子在远程传播过程中的存活时间及对寄主小麦的致病力，以期为小麦条锈菌的远距离传播模型提供数据支持，同时为小麦条锈菌的长期保存提供依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试小麦条锈菌混合菌和感病品种铭贤169，均由甘肃省农业科学院植物保护研究所麦类病害课题组提供。

1.2 试验方法

1.2.1 菌种繁殖 试验在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州温室内进行。将感病品种铭贤169播种于直径9 cm的花盆中，每盆播种40粒，待第1叶全部展开后，采用涂抹法接种小麦条锈菌，置于温室中常规培养。叶段上产生大量夏孢子时，收集于小块硫酸纸袋中备用。

1.2.2 不同温度、时间离体处理 将现收集的新鲜夏孢子定量置于玻璃试管中，分别置于-50、-45、-40、-35、-30、-25、-20℃温度下，每隔24 h分别取夏孢子，即取各温度梯度下处理1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 d后的小麦条锈菌接种于供试小麦苗，以不接种为对照。

1.2.3 接种、调查及数据分析 供试品种第1叶完全展开后，采用孢子悬浮液喷雾法定量接种。每处理设4个重复，在9～12℃条件下黑暗保湿24 h后，置于光照培养箱（18℃，10 000～15 000 lx，14 h/10 h光/暗交替）培养，接种第15天后调查发病情况，每盆定量20株，统计发病叶片数和严重度，计算平均严重度和发病率。严重度调查采用1%、5%、10%、20%、40%、60%、80%、100%共8级标准。

2 结果与分析

2.1 相同温度离体处理不同时间后接种的发病率

由表1可知，在温度相同的情况下，随着夏孢子离体处理时间的增加，发病率逐渐降低。在-20 ℃条件下，处理 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 d后的平均发病率分别为74.39%、69.62%、58.44%、46.25%、23.68%、21.50%、8.25%、6.80%、6.32%和4.81%；在-30℃条件下，处理1、2、3、4、5、6、7、8、9、10 d 后的平均发病率分别为29.11%、19.44%、18.57%、7.41%、6.49%、6.93%、9.35%、8.55%、1.63%和2.78%。-40℃条件下，处理1～8 d后的平均发病率为1.23%～2.78%；处理9～10 d后，对铭贤169不能侵染致病。-50℃条件下，处理1～6 d后的平均发病率为1.10%～1.39%，处理7～10 d后对铭贤169不能侵染致病。

表1 小麦条锈菌夏孢子在不同温度下处理不同时间后的发病率 %

2.2 不同温度离体处理相同时间后接种的发病率

由表1可知，在夏孢子处理时间一定时，在-50～-20℃下，随着处理温度的降低，发病率呈逐渐下降趋势。其中-20、-25、-30、-35、-40、-45、-50℃低温下处理1 d后，发病率分别为74.39%、43.30%、29.11%、23.26%、2.78%、2.50%和1.39%；处理3 d后，发病率分别为58.44%、18.06%、18.57%、10.84%、1.30%、1.30%和1.10%。对照（新鲜夏孢子）发病率为86.73%。

2.3 不同温度下离体处理后接种的病害严重度

小麦条锈菌夏孢子在不同温度下离体处理不同时间后的病害严重度见图1，由图1可知，夏孢子处理时间一定时，在-50～-20℃范围内，随着处理温度的降低，接种后在常温下培养发病的严重度呈逐渐下降趋势。对不同温度梯度下1～10 d的存活率分析发现，随着离体处理温度的降低，夏孢子的存活时间和发病率明显降低，在-35～-20℃低温下，离体小麦条锈菌夏孢子可存活10 d，发病率2.36%～74.39%，平均严重度0.13%～4.21%；在-40℃下，可存活8 d，发病率1.23%～2.78%，平均严重度0.01%～0.29%；在-50℃下，可存活6 d，发病率1.04%～1.39%，平均严重度0.01%～0.17%，发病程度较轻。

图1 小麦条锈菌夏孢子在不同温度下离体处理不同时间的病害严重度

2.4 不同温度下离体处理后的存活时间

由图2可知，在-35℃、-30℃、-25℃和-20℃的低温条件下，小麦条锈菌夏孢子可离体存活10 d；在-40℃低温条件下，可离体存活8 d；在-50℃低温条件下，可离体存活6 d。说明随着处理温度的降低，夏孢子的存活率呈下降趋势。

图2 不同温度下小麦条锈菌夏孢子的存活时间

3 结论与讨论

试验结果表明，在-35～-20℃下，条锈菌夏孢子可存活10 d，接种寄主小麦后病叶率2.36%～74.39%，平均严重度0.13%～4.21%；-40℃下可存活8 d，病叶率1.23%～2.78%，平均严重度0.01%～0.29%；-50℃下可存活 6 d，病叶率1.04%～1.39%，平均严重度0.01%～0.17%。随着处理温度的降低，夏孢子致病力逐渐下降；在相同温度下，随着夏孢子离体处理时间的延长，致病力亦呈逐渐下降趋势。

小麦条锈菌夏孢子个体很轻，可随气流进行高空远距离传播［7］。植物病菌孢子多在大气层靠近地球表面的对流层，对流层的气温随高度的增加而降低，每升高1 000 m，温度大约下降5～6℃［8］，小麦条锈菌夏孢子在高空中随气流远距离传播处在一个较低的温度下［9］。故本试验选择-50～-20℃这个温度区间作为研究范围。

谢水仙等［10］利用高空气流数据，分析了小麦条锈病传播与高空气流的关系，并发现在305、1 520、3 050、4 260 m不同海拔下均能捕捉到条锈菌夏孢子。张进文等［11］模拟各种风向风速，构建了的小麦条锈菌夏孢子空间分布模型。赵军等［12］利用鲁西南小麦条锈病发生程度和半球500 hPa平均高度，研究了条锈病发生程度与天气演变的关系。我们初步对小麦条锈菌夏孢子在不同温度下离体处理不同时间后的致病力研究进行了研究，为小麦条锈菌的远距离传播研究提供了基础数据。但小麦条锈菌在自然界的存活还会受诸多因素的影响，这需要进一步研究。

参考文献：

［1］陈万权， 徐世昌， 吴立人.中国小麦条锈病流行体系与持续治理研究回顾与展望［J］.中国农业科学，2007， 40（增刊1）： 177-183.

［2］李振岐，曾士迈.中国小麦锈病［M］.北京： 中国农业出版社，2002.

［3］贾秋珍，金社林，曹世勤，等.警惕小麦条锈菌条中33号的流行与危害［J］. 甘肃农业科技， 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，刘汉文.陕、甘、青小麦条锈病发生发展规律之初步研究［J］.西北农学院学报，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］谢水仙，汪可宁，陈杨林，等.我国小麦条锈病菌传播与高空气流关系的初步研究［J］.植物病理学报，1993， 23（ 3）： 203-209.

［8］汪 峰.大气扩散模型与环境经济损失评价研究［D］.大连：大连理工大学，2010.

［9］唐秀丽，范洁茹，周益林，等.小麦白粉菌分生孢子离体后存活时间与温度的定量关系研究［J］.植物病理学报， 2015， 45（ 6）： 670-674.

［10］谢水仙，汪可宁，陈杨林，等.我国小麦条锈病菌传播与高空气流关系的初步研究［J］.植物病理学报，1993， 23（ 3）： 358-363.

［11］张进文，曾士迈.小麦条锈病菌（Puccinia striiformis West.）夏孢子一次传播的空间分布［J］.北京农业大学学报， 1986， 12（ 1）： 47-56.

［12］赵 军，黄善斌，孔凡忠.小麦条锈病与大气环流的关系及长期预报［J］. 山东气象， 1997， 69（ 3）：19-23.