小麦条锈菌群体温度敏感性及寄生适合度研究

【摘要】：小麦条锈病是世界上最重要的小麦病害之一，病原物为条形柄锈菌小麦专化型。过去研究认为小麦条锈菌只能在夏季最热旬旬均温23℃以下的地区才能越夏，然而近年调查研究发现，小麦条锈菌在一些地区的越夏海拔下限明显降低，病菌在夏季最热旬旬均温超过23℃的地区也能越夏，推测小麦条锈菌群体对温度的忍耐能力可能有所增强。实验通过设置10℃、14℃、18℃、22℃和26℃五个温度处理，对采自不同地区和年份的126株小麦条锈菌单孢菌系进行温度敏感性测定，以明确条锈菌群体是否受到温度的选择压力，并通过对不同温度敏感型菌株进行寄生适合度测定、扫描电镜观察，以了解温度对条锈菌生物学特性的影响。 对126个小麦条锈菌菌株的病害抑制中温度（ET_50值）测定结果表明，供试菌株的ET_50平均值为24.01℃，最高值为27.01℃，最低值为18.46℃，相差8.55℃，表明自然环境中不同的小麦条锈菌之间对温度的耐受能力有较大差异。供试菌株中ET_50值在24~26℃之间的小麦条锈菌比例最高，ET_50值小于20℃的小麦条锈菌比例最低，对所有供试菌株的ET_50值进行正态分布检验，结果不符合正态分布，说明温度对小麦条锈菌群体产生了选择压力。2010~2011年采自12个省（市）的小麦条锈菌群体ET_50平均值测定结果表明，不同地区的小麦条锈菌群体ET_50值存在差异，由高到低依次为长江中下游麦区＞西南麦区＞华北麦区＞西北麦区，总体趋势是越温暖的地区条锈菌群体对高温的耐受能力越强。海拔0~100m、100~1500m、1500~3500m地区小麦条锈菌群体ET_50值依次降低，北纬24~30°、30~35°、35~40°地区条锈菌群体ET_50值依次降低，说明海拔、纬度越低地区的小麦条锈菌群体ET_50值越高，反之越低。四川省、云南省采自1980~1989年、1990~1999年、2000~2009年和2010~2011年的小麦条锈菌群体ET_50值呈波动上升，总体趋势是随着时间的推移条锈菌耐高温能力增强。 在14℃和22℃下，对三种不同温度敏感型共九株小麦条锈菌的寄生适合度进行测定，结果表明：夏孢子萌发率从高到低依次是：温度低敏感型菌株＞温度中敏感型菌株＞温度高敏感型菌株；14℃下温度低敏感型菌株的单孢堆产孢量、产孢强度、寄生适合度显著高于其它类型菌株；22℃下温度低敏感型菌株的潜育期显著短于其它类型菌株，单孢堆产孢量显著高于其它类型菌株，产孢强度与寄生适合度从高到低均依次为：温度低敏感型菌株＞温度中敏感型菌株＞温度高敏感型菌株。说明温度低敏感型菌株的生长与繁殖能力高于其它类型菌株。 分别对温度低敏感型和温度高敏感型菌株在14℃和22℃两种温度条件下产生的夏孢子进行扫描电镜观察。结果表明14℃下两株不同温度敏感型条锈菌的夏孢子形态和大小无显著差异；22℃下温度高敏感型菌株产生的夏孢子易发生皱缩、变形，温度低敏感型菌株产生的夏孢子形态、大小无明显变化。说明温度低敏感型菌株的夏孢子在高温（22℃）下适应能力更强，高温对夏孢子的生物学特性无明显影响。