水稻稻瘟病菌及其抗性遺傳研究進(jìn)展

閆柏慧 劉文鈺

稻瘟病是影響水稻產(chǎn)量的一個(gè)非常重要的阻礙因素，對(duì)于水稻稻瘟病的研究與防治也是相關(guān)研究學(xué)者所共同關(guān)注的一個(gè)問(wèn)題。本文通過(guò)對(duì)水稻稻瘟病菌傳播過(guò)程的深入分析入手，了解了水稻稻瘟病的生菌、感染以及抗性遺傳機(jī)理機(jī)制，進(jìn)而為水稻稻瘟病菌的防治提出了從生物防治和切斷病源兩方面的合理意見(jiàn)和建議。

稻瘟病作為一種世界性的水稻病害，其主要的控制方式主要集中通過(guò)農(nóng)藥化學(xué)的防止以及培育抗性品種來(lái)實(shí)現(xiàn)，但由于這種水稻病害的病原菌自身的復(fù)雜性與致病性，使得培育出的抗病品種難以保持長(zhǎng)期有效。水稻在稻瘟病菌的長(zhǎng)時(shí)間作用下，會(huì)出現(xiàn)大量減產(chǎn)的現(xiàn)象。所以，稻瘟病菌變異性作為使水稻新品種失去抗性的最主要影響因素，對(duì)其進(jìn)行深入的研究顯得十分的重要。

一、稻瘟病的相關(guān)概念

稻瘟病是一種由稻瘟病菌所導(dǎo)致的一種水稻病害。當(dāng)前，關(guān)于水稻病害主要有：稻瘟病、白葉枯病、紋枯病三種類(lèi)型。全世界范圍內(nèi)，由于稻瘟病所導(dǎo)致的水稻減產(chǎn)量并不在于少數(shù)，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，90年代以來(lái)，中國(guó)因稻瘟病而導(dǎo)致的減產(chǎn)達(dá)幾億公斤，近400萬(wàn)公頃的耕地受到了影響。其中在1993年的損失尤為嚴(yán)重，達(dá)到一百萬(wàn)噸稻谷的損失。作為我國(guó)水稻種植的主要聚集地，長(zhǎng)江中下游地區(qū)和東北地區(qū)是稻瘟病的多發(fā)區(qū)，稻瘟病分布廣泛，危害嚴(yán)重，所以我們應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)水稻稻瘟病的相關(guān)研究。

關(guān)于稻瘟病菌，其主要是通過(guò)菌絲和分生孢子長(zhǎng)期依附于病稻并越冬，到了第二年，隨著氣溫和濕潤(rùn)的環(huán)境的出現(xiàn)，為菌絲和分生孢子提供了一個(gè)是以生產(chǎn)的環(huán)境和條件，這時(shí)就會(huì)繁衍出大量的分生孢子，風(fēng)和雨加速了分生孢子的傳播速度，當(dāng)分生孢子接觸到寄主表皮后，其尖端的粘膠以及芽孢會(huì)緊緊依附于寄主，繼而分生孢子便通過(guò)吸取自身的養(yǎng)分逐漸萌芽形成發(fā)芽管，發(fā)芽管又分化產(chǎn)生具黑色素的附著胞，附著胞產(chǎn)生的侵染栓透過(guò)寄主組織和表皮細(xì)胞，在寄主的細(xì)胞中繁衍生長(zhǎng)，一般情況下，6天左右的時(shí)間就能夠看出稻瘟病菌的發(fā)病癥狀。值得注意的是，被感染后的細(xì)胞還會(huì)再生出分生孢子梗和菌絲，造成重復(fù)侵染。

二、稻瘟病的抗性遺傳

抗瘟性在大多數(shù)的情況下是由1或2對(duì)的重復(fù)主效基因控制，在極少數(shù)的情況下會(huì)有隱形基因或非顯性基因控制。除此以外，有連鎖反應(yīng)傾向的一些抗瘟性基因往往還受到來(lái)自修飾基因的影響。水平抗性和慢瘟性一般屬于數(shù)量性狀遺傳。在目前已經(jīng)鑒定出的三十個(gè)抗瘟性位點(diǎn)中，就有大概二十個(gè)是主效基因，剩下的屬于數(shù)量性狀位點(diǎn)。Mackill等進(jìn)行的一系列相關(guān)研究顯示，Pi-z基因和第六號(hào)染色體上的Pi-2（t）基因等位，近等基因系C104PKT中的Pi-3（t）基因和Pi-I基因連鎖，重組率為7.0%。日本相關(guān)研究者也對(duì)稻瘟病抗性進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并鑒定出8個(gè)位點(diǎn)14個(gè)主效抗病基因。段永嘉通過(guò)研究89個(gè)水稻品種抗稻瘟病遺傳，大多數(shù)的品種是受1對(duì)或2對(duì)顯性基因控制，少數(shù)的品種會(huì)受到3對(duì)基因的影響。

三、水稻稻瘟病的防治

1、生物防治

生物防治主要是通過(guò)生物活體或生物的代謝活性成分來(lái)防治植物病原體、抑制雜草蟲(chóng)害的生長(zhǎng)與繁衍。生物防治的優(yōu)點(diǎn)之處在于其成本要明顯低于化學(xué)農(nóng)藥，并且不容易產(chǎn)生抗藥性，生產(chǎn)的原料來(lái)源普遍易獲得，使用安全、環(huán)保。當(dāng)前，生物防治主要來(lái)源是微生物源、植物源農(nóng)藥。其中微生物源農(nóng)業(yè)是一種以微生物或其代謝的次生代謝物或代謝的產(chǎn)物經(jīng)過(guò)人工合成制成的農(nóng)藥。這種農(nóng)藥產(chǎn)生于上世紀(jì)50年代，并在上世紀(jì)70年代得到了廣泛的使用，在當(dāng)前的市場(chǎng)使用中，依然占據(jù)著很大的份額。微生物源農(nóng)藥的主要來(lái)源則有細(xì)菌類(lèi)、真菌類(lèi)和放線(xiàn)菌類(lèi)三種。而植物源農(nóng)藥的發(fā)展要受到其原材料的限制，但是其作為一種新的化合物或前導(dǎo)化合物受到了研究領(lǐng)域中越來(lái)越多的人的關(guān)注。

2、切斷病源

稻瘟病菌是一種以分生孢子和菌絲依附于病稻谷上越冬，繼而引發(fā)的一種病害，所以試圖切斷病源就成為了稻瘟病防治的另一種有效途徑。可以通過(guò)輪換種植或混合種植多抗性品種來(lái)實(shí)現(xiàn)。事實(shí)表明，混合栽培區(qū)的水稻稻瘟病發(fā)病率要明顯低于凈栽區(qū)的水稻發(fā)病率。特別是雜交水稻與病感的優(yōu)質(zhì)品種的混合栽培，使得該種水稻稻瘟發(fā)病率明顯下降，起到了很好的防治效果。

濕潤(rùn)的環(huán)境是影響病菌繁衍的重要影響因素，所以合理的管理肥水顯得十分的重要，尤其是加強(qiáng)肥水的管理技術(shù)。這啟示我們不能為了增加產(chǎn)量而盲目的施加氮肥，還要兼顧施加磷肥和鉀肥，這是因?yàn)榈试谶^(guò)渡施加的過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致土壤中鉀的含量越來(lái)越少，繼而影響了水稻的抗病性。有相關(guān)的研究表明，施加鉀肥的水稻不僅能夠提高其產(chǎn)量、使顆粒大而飽滿(mǎn)，同時(shí)還能夠提高抗病性。另一方面，深灌和涼水澆灌也是降低水稻抗病性的有益影響因素。所以，科學(xué)合理的灌溉不僅能夠?qū)崿F(xiàn)水稻的良好生長(zhǎng)，同時(shí)還可以有效的提高水稻的抗病性。

現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的日益發(fā)展為我們研究水稻的抗瘟病菌和防治提供了很好的技術(shù)支持，同時(shí)也必然會(huì)在抗性育種中取得突破性的成就。水稻生存環(huán)境的影響和單一的抗蹈瘟病品種產(chǎn)生了多樣的小種致病，另外化學(xué)農(nóng)藥的長(zhǎng)期使用也增加了水稻稻瘟病的發(fā)病率。所以當(dāng)前，對(duì)于稻瘟病的防治很大程度上還要依托于化學(xué)農(nóng)藥和抗水蹈稻瘟品種?？梢灶A(yù)見(jiàn)，培育出具有高抵抗、持久抵抗性的抗稻瘟并種終將實(shí)現(xiàn)。

（作者單位：110000沈陽(yáng)工學(xué)院）