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进境美国小麦中小麦矮腥黑穗病菌及其近似种的鉴定

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作者:原作原创  来源:网络转载  发布时间:2015-11-24 15:57:00

   摘要:进境美国小麦中常携带相当数量的禾本科杂草种子,增加了小麦矮腥黑穗病菌同属腥黑粉菌的传入风险。本文根据近年来我国口岸在进境货物中截获到的腥黑粉菌种类以及在进境美国小麦中截获到的杂草种子种类,总结了进境美国小麦可能携带的腥黑粉菌种类,筛选出4种小麦矮腥黑穗病菌的近似种,并从冬孢子形态、自发荧光、萌发生理等方面提供了鉴定依据。 
  关键词:进境美国小麦;小麦矮腥黑穗病菌;检疫鉴定 
  基金项目:广东出入境检验检疫局科技计划(编号:2014GDK23) 
  中图分类号: S435.12                            文献标识码:  A                      DOI编号:   10.14025/j.cnki.jlny.2015.22.070 
  美国是世界主要的小麦输出国,随着美国小麦的进口,有害生物传入我国的风险也逐渐增大。其中小麦矮腥黑穗病菌(Tilletia contraversa Kuhn,TCK)是进境美国小麦检疫中最为关注的一种检疫性有害生物,许多国家都将其列为禁止进境检疫有害生物。它严重为害小麦使其发生矮腥黑穗病(TCK病),该病是世界性检疫性病害,使受害小麦植株矮小且分蘖多而不结实,造成大面积减产,严重时可使小麦减产50%以上,甚至绝收,并且其冬孢子有很强的抗逆性,随耕种数以千万计的菌瘿存活于不同深度的土层中,会累积形成相当高的土壤带菌率,因而极难防治。在实际检疫过程中发现进境美国小麦中常带有雀麦、黑麦草、早熟禾等其他禾本科种子,而这些种类种子是小麦矮腥黑穗病菌近似种小麦网腥黑穗病菌T.caries、雀麦腥黑穗病菌T.bromi、禾草腥黑穗病菌T.fusca等病原菌的寄主,而小麦矮腥黑穗病菌与这些同属腥黑粉菌近似种的形态特征相似,在检疫过程中易造成误判。 
  本文整理了近年来我国口岸在进境货物中截获到的腥黑粉菌种类以及在进境美国小麦中截获到的杂草种子种类,总结出进境美国小麦可能携带的腥黑粉菌种类,筛选出小麦矮腥黑穗病菌的近似种,并给出小麦矮腥黑穗病菌与其近似种的鉴定方法,以期为进境美国小麦中小麦矮腥黑穗病菌与其近似种的鉴定提供依据。 
  1 我国进境美国小麦可能携带的腥黑粉菌 
  查询动植物检疫信息资源共享服务平台,截至2015年6月,我国进境货物中腥黑粉菌的检出情况见表1: 
  表1所示,历年来我国口岸截获到的腥黑粉属真菌共12种,其中10种是在美国进境的货物中截获,其中除了美国大豆外,其他检出腥黑粉菌的货物均为小麦及其他禾本科植物种子。而腥黑粉菌的寄主正是禾本科植物,其孢子堆主要生在禾本科植物子房中,也可生在叶、叶鞘和茎上。而在美国大豆的检疫中时常发现携带有玉米、小麦、雀麦等禾本科植物种子,因此,在美国大豆中截获的腥黑粉菌极有可能是寄生在这些禾本科种子中。 
  此外,查询动植物检疫信息资源共享服务平台,截至2015年6月,我国进境美国小麦中截获的杂草种子共计484种属,其中燕麦属、雀麦属、稗属、黑麦草属等禾本科植物种子共计100种属。而检出腥黑粉菌的进境美国货物高羊茅种子、大豆、黑麦草种子、草地早熟禾草籽、高粱、狗牙根种子、米糠(稻)、多花黑麦草种子在进境美国小麦中均有截获。综合我国口岸腥黑粉菌的检出情况及进境美国小麦中腥黑粉菌寄主的截获情况,我国进境美国小麦中可能携带的腥黑粉菌有T. barclayana、T. bromi、T. caries、TCK、T. foetida、T. fusca、T. hordei、T. horrid、T. walkeri、T. vankyi。 
  虽然未在进境美国货物中检出T. ehrhartae和TIM,但有文献报道1996年在美国亚利桑那州的硬粒小麦上发现了TIM,2001年,美国又相继在德克萨斯州的4个县发现此病菌,并且常熟检验检疫局从进境船舶食品舱的美国面粉中截获到了此病菌。而已有的资料表明仅在南非和澳大利亚的皱稃草属上报道发现T. ehrhartae。因此,进境美国小麦中检出T. ehrhartae的可能性小,检出TIM的可能性大。 
  综上,我国进境美国小麦中可能携带的腥黑粉菌共计11种,分别为T. barclayana、T. bromi、T. caries、TCK、T. foetida、T. fusca、T. hordei、T. horrid、T. walkeri、T. vankyi、TIM。 
  2 我国进境美国小麦中小麦矮腥黑穗病菌及其近似种的检疫鉴定 
  在我国进境美国小麦中可能携带的11种腥黑粉菌中,TIM直径24μm-47μm(ave.35.5μm)与T. barclayana、T. horrid、T. walkeri在形态学上较为相似,其冬孢子表面结构具有疣状突起或刺状结构,孢子大小也非常接近,这几种腥黑粉菌冬孢子的大小显著地大于TCK。而T. foetida冬孢子表面光滑,与TCK表面具网状饰纹的冬孢子易区别。这几种腥黑粉菌在检疫鉴定中均不易与TCK混淆。而T. hordei被认为是TCK的同种异名。TCK与T. bromi、T. caries、T. fusca、T. vankyi 5种腥黑粉菌的冬孢子形态、激发滤光片485nm,屏障滤光片520nm下自发荧光及萌发生理特性的比较,见表2。 
  如表2所示,5种腥黑粉菌的冬孢子形态非常相似,其中T.caries冬孢子颜色较深,网脊较低,网目小,网目数多,胶质鞘薄且不明显,其余4种腥黑粉菌的冬孢子网脊高,网目大,网目数少,胶质鞘厚且明显。从萌发生理看,5种腥黑粉菌的冬孢子的萌发温度上存在一定交叉,TCK适宜温度最低为5℃,其余4种腥黑粉菌冬孢子的萌发温度范围广,15℃~20℃仍能萌发。T.vankyi与其余4种腥黑粉菌最显著的区别是冬孢子间无融合现象(“H”结),而在TCK与T. bromi、T. caries、T. fusca中却普遍存在。 
  腥黑粉菌属真菌分类的主要依据是形态学、萌发生理、细胞学等方面的特性以及寄主专化性。但在实际检验检疫过程中,腥黑粉菌属冬孢子的萌发培养需要很长时间,若冬孢子休眠,萌发量又少,则可能出现冬孢子不萌发的情况,无法在短时间内鉴定到种。因此,现在有许多研究以分子生物学方法来快速鉴定腥黑粉菌,上海检验检疫局利用ITS 和mtDNA 序列对进境美国小麦中截获的单个腥黑粉菌冬孢子进行扩增检测,鉴定了进境美国小麦样品中的腥黑粉菌为T. walkeir,并利用ITS区序列和特异性引物PCR分别对进境麦秆中截获的单个腥黑菌冬孢子进行扩增检测,鉴定进境麦秆中的腥黑粉菌为TIM。但TCK及其近似种的冬孢子直径平均要比TIM小10μm左右,挑取更为困难,天津检验检疫局改进冬孢子破碎的方法,建立了雀麦上T. bromi的菌丝基因组DNA的特异PCR检测方法和冬孢子的套式特异PCR 检测方法,并利用ITS、IGS等基因序列信息,鉴定了美国紫羊茅、澳大利亚多年生黑麦草和德国多年生黑麦草中携带的T.vankyi。为TCK近似种的检疫鉴定提供了快速、可靠的检测方法。 
  参考文献 
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  作者简介:华丽,博士,广州出入境检验检疫局,高级农艺师,研究方向:入境检验检疫。


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