综述:小麦赤霉病从南美到南亚的流行病学、遗传多样性及管理方法

【字体: 时间:2025年06月25日 来源:Discover Plants

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  这篇综述系统梳理了小麦赤霉病(Wheat blast, WB)的全球传播态势与防控策略,由Magnaporthe oryzae pathotype Triticum(MoT)病原体引起的这种毁灭性病害已从南美扩散至南亚,造成小麦穗部枯萎和高达100%产量损失。文章重点探讨了MoT的宿主范围、诊断特征、流行病学规律(温度18-30°C和高湿度是关键诱因)、遗传进化(Pyricularia graminis-tritici新种鉴定),并评估了2NS/2AS易位系抗性品种、CRISPR/Cas9基因编辑等创新防控手段的潜力,同时指出杀菌剂抗性加剧的严峻挑战。

  

小麦赤霉病的全球威胁与防控突破

宿主范围与病原特征
小麦赤霉病病原体Magnaporthe oryzae pathotype Triticum(MoT)属于半活体营养型子囊菌,其宿主范围远超小麦本身。研究表明,该病原可侵染小麦、燕麦、黑麦草等50余种禾本科植物,甚至包括田间常见杂草如狗牙根和稗草。这种广泛的宿主适应性为病原体越冬和跨宿主传播创造了条件。

典型症状与诊断挑战
MoT可侵染小麦所有地上部位,但最具破坏性的症状表现在穗部。受感染麦穗呈现基部或中部黑灰色病斑,随后发生部分或完全白化枯萎。叶片病斑呈纺锤形,中心灰白色,边缘红褐色,与稻瘟病相似但更易出现在老叶上。值得注意的是,小麦赤霉病症状易与斑点病(Bipolaris sorokiniana)和赤霉病(Fusarium graminearum)混淆,这给田间准确诊断带来困难。

全球传播轨迹与流行病学
自1985年巴西首次报道以来,小麦赤霉病已蔓延至玻利维亚、巴拉圭等南美国家。2016年该病通过国际贸易传入孟加拉国,导致西南部8个地区16%麦田受灾,部分地块绝收。气候分析显示,开花期降雨配合18-30°C温度是病害流行的关键因素。孟加拉国2016年2月异常降雨(35mm)与升温(最低18-23°C,最高21-28°C)直接触发了疫情暴发。

遗传进化与种群动态
基因组研究表明,小麦赤霉病菌与稻瘟病菌存在明显遗传分化。通过全基因组测序,研究者将小麦病原体鉴定为新种Pyricularia graminis-tritici(Pygt)。该种群表现出惊人的遗传多样性,能够通过宿主转移(如从黑麦草到小麦)和基因重组快速进化。特别值得注意的是,巴西90%的MoT种群已对甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂产生抗性,这给化学防控带来严峻挑战。

创新防控策略进展
当前防控主要依赖三方面措施:

  1. 农艺实践:适期早播(孟加拉国建议11月中旬)、硅肥施用(叶面喷施可降低发病率)、与非寄主作物轮作
  2. 化学防治:三唑类(戊唑醇)与甲氧基丙烯酸酯类(嘧菌酯)复配剂Nativo 75WG效果最佳,但需注意抗药性风险
  3. 遗传抗性:2NS/2AS染色体易位系(源自Aegilops ventricosa)是目前最稳定的抗源,新品种BARI Gom 33和WMRI Gom 2/3已在孟加拉推广

生物防治与未来方向
前沿研究正在探索:

  • 芽孢杆菌(Bacillus spp.)和假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)的生物防治潜力
  • CRISPR/Cas9基因编辑技术靶向修饰TaDREB2等抗病相关基因
  • 植物源农药(大蒜和黑孜然提取物)的抑菌效果
    研究者强调,建立包含严格检疫、抗病育种和生态调控的综合管理体系,是应对这一全球性威胁的根本途径。
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