化学发光免疫分析

文献综述题目：小麦全蚀病的发生与防治学院：生命科学学院专业：制药工程学号：2008044030226姓名：李宵宁指导老师：张冬冬小麦全蚀病的发生与防治李宵宁河北农业大学生命科学学院制药工程0802班摘要：小麦是重要的经济作物，小麦全蚀病是小麦生长过程中的重要病害之一，是一种世界性重要病害，本文主要介绍小麦全蚀病在我国的发生情况，并对引起小麦全蚀病的病菌禾顶囊壳菌（Gaeumannormycesgraminis）的致病机理、传播途径及发生规律进行了介绍；从植物检疫、品种防治、生物防治、农业防治、化学防治等方面介绍了小麦全蚀病的综合治理方法。关键词：小麦全蚀病；发生；防治1小麦全蚀病的概况自从1852年南澳大利亚首次报道小麦全蚀病以来，全蚀病在世界各国的发生时有报道，现已在澳洲、南北美洲、欧洲、亚洲、非洲等30多个国家发生[1]。我国最早于1931年在浙江发现全蚀病，之后全国各麦区也相继发现该病[2]。全蚀病破坏小麦根系，可造成受害麦田减产20%-50%，严重者甚至绝收[3]。全蚀病为河南、山东等多个省的补充检疫病害，一旦发病，制种田的种子将无法利用，会造成很大的经济损失。近年来，小麦全蚀病在河南省多处麦田屡见发生，且有加重的趋势[3]。因此，全面了解小麦全蚀病的发生发展规律与防治措施，深入研究小麦抗病机制与病原菌致病机制，对于控制其危害具有重要意义。而目前普遍采取的防治措施主要有植物检疫，农业防治，化学防治，选取抗性品种，生物防治。2小麦全蚀病病状小麦全蚀病是土传根部病害，病菌菌丝侵入麦株根部后大量繁殖，破坏根组织细胞，堵塞根部导管，使植株体内营养及水分不能正常运输，导致麦株分蘖减少，黄叶增多，有的植株还会出现矮化现象。病菌在小麦的整个生长期间都能侵染，以成株期症状最为明显[4]。成株受害症状：由于根系受害，造成小麦水分、养分的吸收运输受阻，导致病株枯死、变白，抽穗期呈现典型的“白穗”症状。由于养分供应不足，病株多表现为矮小瘦弱，穗数减少且不实，千粒重降低。在湿润的土壤中，全蚀病菌的外生菌丝大量繁殖，缠绕在茎基表面，形成一层黑色菌丝鞘，且越接近基部颜色越深，状似在小麦的茎基部贴上了一块黑膏药，因此，全蚀病也被称为“黑脚病”。这一典型症状是小麦全蚀病区别于其他根腐病的标志之一。但土壤湿度小的地方，菌丝较少，故该症状不太明显。剥开最低一片叶的叶鞘，用放大镜观察可见叶鞘内侧表皮及茎秆表面长满紧密交织的黑色菌丝座和成串连接的菌丝结。病株死亡之后，其根、茎、叶鞘内侧，还可见到黑色颗粒状突起的子囊壳[4]。3小麦全蚀病病原菌小麦全蚀病的病原真菌为子囊菌亚门、核菌纲、肉座菌目、肉座菌科、顶囊壳属真菌，学名Gaeumannomycesgraminis(Sacc.)Arx&Oliviervar.triticiJ.Walker。病原菌的分类特征为子囊壳单生，埋入基质,黑色,颈圆柱形,微侧生,顶端有孔口。壳壁为假薄壁组织，浅色或黑棕色。子囊多为圆柱形,薄壁,有柄。子囊内8个孢子，平行排列，线形，成熟时有假隔膜。假侧丝线形,纤细,逐渐消失。该菌为兼性寄生，可以在土壤中长期存活，主要靠菌丝体侵染寄主。根据孢子的大小、菌丝附着枝特征及致病性,可将全蚀病菌分为3个变种，即全蚀病菌小麦变种、全蚀病菌燕麦变种、全蚀病菌水稻变种。全蚀病菌小麦变种广泛寄生于禾谷类作物和禾本科杂草；全蚀病菌燕麦变种可严重感染小麦属、大麦属、燕麦属作物及许多禾本科杂草。全蚀病菌水稻变种主要感染热带和亚热带的稻属作物、狼尾草属和钝叶草属杂草，水稻变种能在小麦根表产生典型匍匐菌丝,侵染薄皮层组织,但不能侵入到根内部，属弱致病系，且能诱发受侵染小麦对全蚀病菌小麦变种的抗性。小麦全蚀病菌为同宗结合。在自然条件下，全蚀病菌的常见形态为菌丝体，亦可见到子囊壳和子囊孢子。全蚀病菌的菌丝体粗壮，褐色，老化的营养菌丝多呈锐角分枝，在分枝处主枝与侧枝各形成一横隔，两横隔呈形，此为全蚀病菌的菌丝特征。子囊壳通常在寄主成熟后产生，或在无效分蘖及枯死病株的茎基部叶鞘内侧形成，内生子囊及子囊孢子，其形态特征如前所述。自然条件下，尚未发现全蚀病菌的无性孢子。在实验室条件下，全蚀病菌在小麦根、茎及人工培养基上也能产生子囊壳，受培养基质和条件的影响，子囊壳个体较大。全蚀病菌在人工培养条件下能形成无性小孢子，但其功能尚不明确。全蚀病菌的菌丝体在人工培养基上，3~33℃均有生长迹象，最适生长温度19~24℃，在3℃以下和33℃以上停止生长。在自然土壤中，病菌侵染小麦的最适土温为12~18℃，在土温超过25℃时侵染减少，而土温在6~8℃时，病菌仍能侵染。子囊壳的形成一般要求温度在15~25℃，以20℃最适宜，低于14℃则不利于子囊壳产生及子囊孢子发育。全蚀病菌是一种兼性寄生菌，寄主范围广泛，除危害多种禾本科作物外，还能寄生某些禾本科杂草。据报道，全蚀病菌可以侵染的寄主有170多种。鉴定全蚀病菌寄主的方法是在无病或灭菌土壤中按质量比接入15%~2%的玉米粉砂全蚀病菌培养物，然后播种供鉴定杂草或作物的种子，在土温16~22℃、保持湿润的条件下生长50~90d后，挖取生长的植株，检查其根茎的感病情况，能够感病的即为寄主[4]。4小麦全蚀病的侵染、传播及发病规律小麦全蚀病菌在小麦整个生育期都可以侵染。病菌可以从小麦幼苗的种子根、胚叶、外胚叶、胚芽鞘及根茎下的节间等不同部位侵入组织内部[1]。在侵入根表皮时，病菌可产生类似附着胞的结构，称为附着枝[1,5]。全蚀病菌对土壤拮抗微生物的作用很敏感，在土壤中的扩展受限，很难通过土壤伸展传播，可以将其视为很少发生再侵染的病害。但病菌可以在土壤中的病残体上腐生或休眠，借以过渡到下季小麦上，完成侵染循环。目前，小麦收割多用联合收割机作业，这使得病残体几乎全部留在土壤中，因此，土壤成为小麦全蚀病的主要传播途径。特别是在小麦、玉米一年两熟地区，病菌可以不断积累，在一定时间内病情也会逐渐加重。影响小麦全蚀病田间发生发展的因素很多，包括耕作制度、土壤营养、感病寄主、气候条件等。实践表明，小麦、玉米等全蚀病寄主连作有利于病原菌的积累，从而使得连作地块的病害逐年加重，而换用非寄主作物如棉花等与小麦轮作则可以减轻病害。土壤中有机质含量高，氮、磷配比平衡的，发病轻；反之，土壤有机质含量低，或者氮、磷配比失衡的，都会导致病害加重。此外，如果小麦生长早期气温偏低，影响小麦正常生长，造成成熟期延迟，后期再遇上干热风，也能加重病害。小麦全蚀病随着小麦连作时间的延长，会出现病害自然减弱的现象，这一现象被称为“全蚀病衰退”。有研究表明[1]，小麦全蚀病的发生发展过程可大致划分为4个阶段：病害上升阶段、危害高峰阶段、病害下降阶段、控制危害阶段。5小麦全蚀病的防治大量研究表明小麦全蚀病的发生与危害程度与耕作措施，营养条件，土壤性质与温湿度及品种抗病性等息息相关，研究结果均认为在农业防治的基础上进行药剂防治能有效的控制小麦全蚀病的危害。小麦全蚀病的侵染源主要来自土壤，其分布广，与小麦共生期长，寄主范围广泛，病害一旦发生就难以根除。小麦全蚀病菌是一种非专化性弱寄生菌，对小麦品种没有严格的选择性，难以找到抗性良好的高抗品种，国内市场上也少见对该病防治效果令人满意的化学药剂。目前对该病的防治一般都是采取农业措施和药剂防治相结合的方式，防治效果并不稳定，因此，在小麦全蚀病防控方面还有很多工作要做。下面简单介绍一下目前对该病的常用防治措施。5.1植物检疫小麦全蚀病是我国重要的检疫对象。通过规范严格的植物检疫流程，可以有效的防治小麦全蚀病在我国各地区的传播与蔓延[6]。尤其是产地检疫，可以及时发现病害，并有效的采取相应措施控制[7]。5.2农业防治农业防治一般采用轮作倒茬、耕作栽培、配方施肥。5.2.1轮作倒茬小麦全蚀病菌主要以菌丝体随病残体在土壤中越夏或越冬。小麦或大麦连作有利于土壤中病原菌积累，连作多年病情逐年加重。合理轮作不仅阻断了病菌菌丝与寄主作物的接触，使菌丝不断被削弱，而且某些轮作作物还可能产生对病原菌有毒的抑制物质。在重病区实行轮作倒荐是控制全蚀病的有效措施，轻病区合理轮作可延缓病害的扩展蔓延[8]。生产中常用的轮作作物有烟草、薯类、甜菜、胡麻、蔬菜、绿肥、棉花等。此外，据陈厚德等[9]研究，用水旱轮作的方式来控制全蚀病的发生发展也是切实可行的。就轮作控制小麦全蚀病而言，虽然轮作后第一年控病效果非常显著，但如果盲目轮作则会破坏土壤微生物之间的生态平衡，严重干扰全蚀病自然衰退的进程。轮作防治全蚀病只能在有限的范围内进行，轮作年限以1年～2年换种一料非寄主作物较为合理[10]。5.2.2耕作栽培关于耕作对小麦全蚀病的影响，目前也有两种观点，一种认为深耕有利于减轻病害，另一种则认为实行免耕或少耕能减轻发病[2,11]。前一种观点的理由是小麦全蚀病菌是土壤习居菌，不形成特殊的休眠体，仅以菌丝体在寄主残体或残渣中存活。重病地播前深翻，可将大量病残体翻入下层，降低了繁殖体存活力，改善了土壤透气性，调整土壤中空气和水分的关系，促使麦根发育良好，增强植株抗耐病能力，减少了病菌入侵机会。后一种观点可能着眼于“全蚀病衰退”问题，认为全蚀病衰退与衰退土壤中存在的专化拮抗微生物有密切关系。衰退麦田或即将衰退麦田的拮抗微生物在耕层上部比下部更活跃，若深翻则会扰乱耕层中抑制发病的衰退土壤层，导致病害加重[8]。在北方冬麦区，小麦全蚀病的侵染受土壤温度的制约。播种愈早，发病愈重，适当推迟播期可相应减轻病害。已有不少研究证明冬小麦适期晚播，是控治全蚀病的有效措施之一[1,10,12]。5.2.3配方施肥增施有机肥可提供较全面的营养，增强小麦植株抗病性，改良土壤理化特性，促进土壤微生物活动，增强土壤微生物间的竞争性，可以减少病原菌数量和抑制其生长。所施用的有机肥必须经过腐熟，以杜绝病原菌传播途径。当前生产上大量施用的是无机速效氮肥。氮肥对小麦全蚀病菌的侵染有重要影响，缺氮侵染加重。不同类型的氮对病菌侵染的影响不同，有资料表明[1]，铵态氮对降低病害严重度效果明显，硝态氮则促使病害严重度增加。施用铵态氮能降低小麦根际pH值，有利于小麦对氮和微量元素的吸收，抑制了病菌侵染；而硝态氮则提高了根际pH值，有利于病害发生发展。此外，还有研究表明[12]，施用铵态氮时，细菌和链霉菌数量大大增加，这对全蚀病菌有不同程度抑制作用。同样，氮磷施用适当比例，硫与氮、磷同施，氯与铵态氮同施都有减轻发病的作用[8]。5.3品种防治20世纪70年代以前，人们普遍认为小麦品种中对全蚀病不存在抗病性差异或差异很小。20世纪70年代以后，随着试验条件和实验方法的进行改进，人们逐渐认识到小麦品种间存在着明显的抗病性差异[8]。相对于其他全蚀病的防治方法，选育出抗病品种无疑是最为经济有效的办法。全蚀病菌在草类植物中，有广泛的寄主范围，在麦类作物中，小麦是最感病的，其次是大麦，燕麦表现出耐病或抗病[13,14]。在小麦抗全蚀病育种实践中，育种工作者希望能够在小麦的种内找到抗病品种，但在绝大多数情况下不同品种对全蚀病的抗病性差异不大[14]，还没发现抗病品种[15,16]。在小麦育种中，由于没能找到抗全蚀病或免疫的品种，于是小麦育种家和病理学家开始把注意力转向小麦的近缘属。在小麦的近缘属中，常用作小麦抗全蚀病研究材料的是黑麦、冰草和粗山羊草[8]。随着研究的不断深入，近年来育种家又发现在一些小麦的近缘属中存在抗全蚀病的基因。王美南等[17]利用人工接种方法，鉴定了华山新麦草和21份小麦-华山新麦草异染色体系对小麦全蚀病的抗病性，结果表明，华山新麦草高度抗全蚀病菌的侵染，是一个新的野生抗全蚀病种质，7份附加系、3份代换系和2份易位系中度抗病，其中附加系H1抗病性接近高抗。但是只依靠转基因获取新的抗性品种代价确实有些大，是否可以通过盆栽接种选育出抗性较好的品种呢？由此，在有限的条件下，孙虎等科研人员通过盆栽接种试验，对河南省生产上大面积推广和新培育的30个小麦品种(系)的抗全蚀病性能进行了鉴定和评价，在盆栽条件下1年的试验结果中发现尽管品种间存在明显的抗性差异，但整体抗性较差，无免疫和高抗品种，达到中抗水平的有科优1号、豫展9705、豫58-998、矮早4110、新麦11、高优505、豫麦18号和豫麦49号8个品种（系），占供试品种（系）的26.7%[18]。这一结果表明，各供试小麦品种(系)间的确存在着抗病性差异，其中有些品种达到了中抗水平，在病区可以考虑示范推广，以减轻病害的危害。这一研究结果与西北农林科技大学的高小宁[19]所研究的小麦品种（系）间存在明显抗病性差异这一结果是一致的。5.4化学防治众所周知，选用抗病品种是防治小麦病害的有效途径。但是，目前生产上所选用的抗病品种多是针对某一种病害的，尚无既抗叶部病害，又能兼抗根部病害的多抗品种，而且，由于病菌生理小种的变异往往会使抗病品种的抗病性降低甚至丧失。在病害流行的年份，病菌变异尤为突出，对此必须进行化学防治。化学防治具有见效快，防病增产效果显著的特点，是其它防治措施无法替代的[19]。二十世纪五十年代以来国内外学者已注重对上述小麦主要病害的化学防治研究，取得了一些引人瞩目的成就[20]，特别是随着三哇酮、三哩醇等高效杀菌剂的问世，使小麦病害化学防治研究进人了一个崭新的阶段，化学防治技术亦有了重大突破[21,22]。小麦病害化学防治技术的发展是与农用杀菌剂的发展息息相关的。综观小麦主要病害的化防实践，大致经历了三个阶段：第一阶段，五十年代主要应用石硫合剂等无机类保护性杀菌剂防治小麦锈病等；第二阶段，60至70年代大量应用敌锈钠、多菌灵等第一代内吸性杀菌剂；第三阶段，80年代后全面推广应用三唑类杀菌剂防治小麦主要病害。八十年代以来，国内有关单位对三哇酮、三哇醇、烯哇醇等三种药剂开展了多方面研究，对药剂的作用机制及应用技术都进行了深人、系统的探讨。代表性的有①张玉芬在温室接菌条件下测定了三哇酮等8种哇类杀菌剂对小麦锈病和白粉病的防治作用，结果表明，这些以三哇和咪哇为基本结构的杀菌剂温室防效较常用杀菌剂敌锈钠高几十倍至100倍[23]。②史建荣等研究指出：三哇醇拌种后药剂可通过种子内吸进人植株根系，并向根外释放，在较长时间内有足够的药量遗留在种子区或根围土壤中，从而减少根围病原菌的数量，抑制植株基部叶鞘病原菌的附着和侵染，并且对小麦苗期生长起到调控，提高植株抗逆性，最终起到控病保产的作用[26]。③陈扬林等对烯哇醇与三哩酮防治小麦白粉病的药效进行了比较研究。温室盆栽试验，烯哇醇无论是治疗作用，还是保护作用均明显优于三哇酮。对于药剂浓度，烯哇醇比三哇酮更少。即毒力更高，药效更好。烯哇醇保护作用和治疗作用的EQO分别是0.49mg/kg和0.22mg/kg，仅为三哇酮的1/20和1/57。田间试验结果表明，烯哇醇防效亦十分显著[24]。据烟台市农科院贾廷祥等试验，烯哇醇拌种防治小麦全蚀病、纹枯病，其防病效果较好，但易在苗期产生药害，严重抑制小麦出苗，现阶段生产上难以直接拌种使用[25]。随着时代的发展，新型化学药剂不断被研究开发，并且药剂处理方式多样化。小麦全蚀病是典型的土传病害，种子包衣和拌种应该是防治该病害最为经济有效的途径。刘永刚，吕和平，陈明便做过种子处理防治小麦全蚀病试验研究。6种包衣拌种剂对小麦全蚀病的防病增产效果试验表明，以17%多克酮种衣剂2000g/100kg种子和种衣剂17号2000g/100kg种子对小麦出苗无不良影响且对全蚀病的防病效果较好，其根部病指防效和白穗率防效分别达到55.4%、73.7%和55.7%、64.6%，敌萎丹、适乐时种衣剂防治小麦全蚀病的效果虽不理想，但能促进小麦生长，提高保苗效果，增产作用比较明显，分别达到12.19%和12.90%。粉锈宁拌种虽然防效较好，但影响出苗，保苗效果较差。2%立克秀的防效相对较差且增产作用不明显[27]。5.5生物防治生物防治是利用微生物来降低病原菌的活力，其能够减少化学药剂在农业上的应用，因此是一种无污染的防治方法。国内外都在开发利用荧光假单胞菌防治全蚀病的研究。据张中鸽等[28]报道，采用浸种和生长期喷雾以及配合药剂拌种混合施用等方法，荧光假单胞菌菌剂对小麦全蚀病具有显著防病增产作用。虽然细菌是一种能有效防治植物病害的生物剂，但在某些条件下会失效。很多生物防治研究都是在有利于细菌生长的实验室中进行的。细菌在自然界所没有的非竞争营养条件下培养，因此这些细菌在自然环境中极易失活[29]。土壤中病原体的有无也可影响细菌的存活，细菌存活可能还需要病原菌的存在。研究表明没有单一的能够完全防治全蚀病的抗病机制。生物防治剂的综合利用，不管是几种细菌混合还是细菌与真菌混合，其效果都要比细菌的单一使用好[30]。目前生物防治仍处在不成熟阶段，在不危害自然生态环境的前提下，发展生物防治技术是最好的选择。6总结小麦全蚀病是一种根部病害，在我国大部分小麦生产区域均有发生，一般表现为小麦受害后分蘖减少，成穗率降低，千粒重下降，该病不仅危害重，而且蔓延快，是一种毁灭性病害。小麦全蚀病主要症状表现为，病菌仅侵染麦根和茎基部1~2节，感病后病株地上部分矮化、变黄，重者枯死，造成白穗小麦整个生育期均可感病。由于小麦全蚀病是典型的土传病害，故在其防治上应贯彻“预防为主，防治结合”的指导方针，在强化建议措施的同时，以农业防治为基础，以药剂处理为指导，因地制宜，分类指导，协调运用多种措施，有效控制此类病害的发生与危害，保障小麦产业安全发展。参考文献郝祥之,段剑勇,李林,等.小麦全蚀病及其防治[M].上海:上海科学技术出版社,1982,18(2):65-67.高照良,商鸿生.小麦全蚀病发病因素研究进展[J].麦类作物,1999,19(6):63-65.司剑林.小麦全蚀病的发生规律及防治技术[J].现代农业科技,2009,(16):135.孙静,宋玉立,何文兰,等.小麦全蚀病及其病原菌研究概况[J].河南农业科学,2010,(5):135-137.王裕中,沈素文,陈怀谷,等.小麦全蚀病菌对小麦根的侵染观察[J].江苏农业学报,1997,13(1):18-21.李玉,张峰,黄超.小麦全蚀病的检疫检验[J].安徽农业,2000,(10):18.顾绍军.产地检疫对小麦全蚀病的防治作用[J].江苏农业科学,1995,(4):16.李强,王保通.我国小麦全蚀病综合治理研究现状与展望[J].陕西农林科学,2000,(11):21-23.陈厚德,王学明,子平,等.江苏小麦全蚀病菌生物学特性的初步研究[J].江苏农学院学报,1997,18(1):65-68.贾廷祥,吴桂本,叶学昶.我国小麦全蚀病的初步研究[J].中国农业科学,1982,15(4):65-73.贾廷祥,吴桂本,刘传德.我国小麦根腐性病害研究现状及防治对策[J].中国农业科学,1995,28(3):41-48.张满良,等.农业植物病理学(北方版)[M].西安:世界图书出版社西安公司,1997,54-59.ScottpR.Variationinhostsusceptibility.In:BiologyandcontrolofTake-all(edsM.J.C.AsherandP.J.Shipton).AcademicPress.London,1981:219-236.MattsonB.StudiesonGaeumannomycesgraminis(sacc.)ArxetOliver(ophiobolusgraminisSacc.).I.Thevariationofpathogenicityofthefungusandthesusceptibilityofwheat,barley,ryeandoats[J].Z.Planzenzuchtg,1969,(61):101-110.ButlerFC.Rootandfootrotdiseaseofwheat[J].SciBul.lDept.Ag-ric.N.S.W,1961,(77):1-98.GotttlieBD.Take-allofwheatinchile[J].F.A.OPI.Prot.Bull,1957,(6):20-21.王美南,商鸿生.华山新麦草对小麦全蚀病菌的抗病性研究[J].西北农业大学学报,1989,28(6):69-71.孙虎,袁虹霞,邢小萍,等.不同小麦品