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稻曲病是由稻曲病菌特异性侵染水稻雄蕊花丝而发病的一种水稻穗部病害。近年来,由于密穗型高产水稻品种的大面积推广种植以及水肥水平的提高,稻曲病在世界水稻主要种植区内已经由次要病害上升为水稻上主要病害之一。稻曲病的大面积发生不仅影响水稻产量和品质,后期形成的稻曲球产生的毒素(Ustilotoxins)对人和动物有毒害作用,威胁着粮食食用安全。目前为止,国内外学者对于稻曲病菌的越冬形式和初侵染源存在着分歧。本研究试图从稻曲病菌转主寄主和菌核在稻曲病菌生活史中的作用两方面探讨稻曲病菌的越冬形式和初侵染源,并取得了以下研究成果:1.2008~2013年,在我国水稻主产区对稻曲病菌菌核发生情况进行了持续性的田间调查。结果表明:(1)我国亚热带的福建、浙江和北方辽宁、陕西的稻曲球均可产生菌核;但在南方稻区一般只出现在很晚熟的品种上。在象山严重发病的超级稻甬优12上,菌核的最大数量可以达到每亩15万个。(2)田间稻曲病菌子囊孢子捕捉试验表明,在水稻整个生育期内几乎均能捕捉到稻曲病菌的子囊孢子;但在稻曲病发生前田间没有捕捉到厚垣孢子。上述结果说明,稻曲病菌菌核不论从数量、田间越冬与萌发产生子囊孢子等方面均表明是最可能的初侵染源。2.室内试验表明,低温是诱导病穗产生菌核的重要环境因子。3.稻曲病菌菌核室内萌发实验结果表明:(1)菌核在适宜条件下1-3个月内可萌发,并在随后的1月内产生子实体和子囊孢子;菌核可经历先后多次萌发和持续产孢。一个菌核平均可产生约50万个子囊孢子,每个子囊孢子可继续萌发产生6.2个小分生孢子。(2)菌核萌发产生的子囊壳端部有粘稠的类似蜜露的液滴覆盖;室内孢子捕捉试验也表明子囊孢子成熟后难以扩散。田间捕捉到的子囊孢子可能需要借助昆虫等其他介体传播。(3)通常情况下,子囊孢子在子实体上萌发,继而产生菌落和分生孢子。(4)适当的光照是菌核萌发并产生子实体的必需条件。黑暗条件下只能萌发产生黄色菌丝体;这些黄色菌丝体在恢复光照后,可聚集生长形成子实体。同时,子实体的生长也表现出明显的向光性。4.近年来对带有疑似黑粉病、稻曲病症状的杂草进行了调查和鉴定。2013年和2014年在象山县发现成片的马唐、2013年在四川成都发现极个别稗草上具有类似散黑穗病的植株。通过对其孢子形态学和rDNA-ITS序列分析发现,两种病原菌分别属于马唐黑粉病菌(Ustilago syntherismae)和稗草黑粉病菌(Ustilago trichophora)。进一步对其侵染模式的超微结构和细胞化学研究表明,两种病原菌均为活体营养型寄生真菌,直接侵入寄主细胞内部但不破坏寄主细胞膜结构。对马唐茎部和穗轴的切片观察发现,菌丝广泛存在于茎和穗轴组织中,说明马唐黑粉病菌为系统性侵染。以上结果说明,我国尚未发现存在稻曲病菌的转主寄主,即使存在,可能对稻曲病菌生活史的完成和病害流行的作用甚微。