Fusarium graminearum sensu stricto和F.asiaticum在玉米秸稈和水稻秸稈上子囊殼形成的比較

茹艷艷 謝淑娜 劉佳中 李保葉 孫靜 郝俊杰

摘要 為探究麥田前茬作物玉米秸稈和水稻秸稈上中國小麥赤霉病菌的兩個優(yōu)勢種Fusarium graminearum sensu stricto （F.graminearum）和F.asiaticum子囊殼形成和發(fā)育成熟過程的差異，分別選擇3株F.graminearum菌株（SE81，3-ADON型;LcA-2，15-ADON型;HX5-1，NIV型）和2株F.asiaticum菌株（M4A，3-ADON型;M31-2，NIV型），用其孢子懸浮液接種玉米秸稈和水稻秸稈，放置于花泥和地表兩種環(huán)境條件下，比較接種不同菌株秸稈上子囊殼的形成和發(fā)育成熟情況及5個菌株對‘鄭麥366（高感小麥赤霉病品種）的致病力。結(jié)果表明：花泥環(huán)境下產(chǎn)生子囊殼的速度要快于地表，以玉米秸稈為載體子囊殼產(chǎn)生速度比水稻秸稈快且多數(shù)密度大，3個F.graminearum菌株（SE81、LcA-2和HX5-1）在同種秸稈相同環(huán)境下比2個F.asiaticum菌株（M4A和M31-2）產(chǎn)生子囊殼的速度快且子囊殼密度大。5個菌株在不同環(huán)境的不同秸稈上產(chǎn)生的子囊殼的成熟度均無規(guī)律，接種‘鄭麥366后其病情指數(shù)間有極顯著差異（P<0.01），在花泥和地表的玉米秸稈和水稻秸稈上3次調(diào)查的子囊殼密度與‘鄭麥366的病情指數(shù)呈顯著正相關(guān)，不同環(huán)境條件下的子囊殼產(chǎn)生速度（AUPGC）與‘鄭麥366的病情指數(shù)呈極顯著正相關(guān)。本研究將為闡明F.graminearum和F.asiaticum在中國小麥赤霉病上表現(xiàn)區(qū)域性地理分布的原因提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞 Fusarium graminearum sensu stricto;?F.asiaticum;?玉米秸稈;?水稻秸稈;?子囊殼

中圖分類號： S 435.121.4

文獻標識碼：?A

DOI：?10.16688/j.zwbh.2021718

Abstract The objective of this study is to explore the difference in the development and maturity of perithecia produced by Fusarium graminearum sensu stricto （F.graminearum） and F.asiaticum on maize and rice stalks in winter wheat fields. Five strains were selected， i.e.， SE81 （F.graminearum， 3-ADON）， LcA-2 （F.graminearum， 15-ADON）， HX5-1 （F.graminearum， NIV）， M4A （F.asiaticum， 3-ADON） and M31-2 （F.asiaticum， NIV）. Maize and rice stalks were inoculated with the spore suspensions of the five strains. The development and maturity of perithecia produced on maize and rice stalks were compared under two environment conditions （on flower mud surface and soil surface）. The pathogenicity of the five strains on ‘Zhengmai366 （highly susceptible to wheat head blight） was compared. The results showed that the expansion rate of perithecia produced on flower mud surface was greater than that on soil surface， and the expansion rate and density of perithecia on maize stalks inoculated with the same strain under the same environment was mostly greater than that on rice stalks. The expansion rate and the number of perithecia per square centimeter on the same kind of stalks inoculated with F.graminearum strains （SE81， LcA-2 and HX5-1） were higher than with F.asiaticum strains （M4A and M31-2） under the same environment. The maturity of the perithecia of the five strains was irregular， and there was a significant difference in the disease index among the five strains inoculated to ‘Zhengmai366 （P<0.01）， and the number of perithecia per square centimeter of the five strains on flower mud surface and soil surface in three surveys was positively correlated with the disease index of ‘Zhengmai366， and the expansion rate of perithecia was significantly positively correlated with the disease index of ‘Zhengmai366. These results provide a reference for elucidating the reasons for the regional geographical distribution of F.graminearum and F.asiaticum causing wheat head blight in China.

Key words Fusarium graminearum sensu stricto;?F.asiaticum;?maize stalk;?rice stalk;?perithecium

禾谷鐮孢復(fù)合種Fusarium graminearum species complex （FGSC）是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常見的病原真菌，能引起多種作物根腐病、莖腐病和穗腐病，不僅影響作物產(chǎn)量，而且可產(chǎn)生多種真菌毒素，嚴重威脅食品安全和人畜健康［1］。目前，已經(jīng)明確FGSC包含至少16個系統(tǒng)發(fā)育種［2-5］，其中禾谷鐮孢F.graminearum sensu stricto （F.graminearum）和亞洲鐮孢F.asiaticum在我國呈現(xiàn)區(qū)域性的分布特征，西南和長江流域以F.asiaticum為主;長江流域和淮河流域的多數(shù)省份F.graminearum和F.asiaticum共存，但從南到北表現(xiàn)由F.asiaticum到F.graminearum的漸變;東北和黃淮海地區(qū)以F.graminearum為主，整體上F.graminearum和F.asiaticum分別是我國北方和南方小麥赤霉病的優(yōu)勢種［6-9］。

FGSC產(chǎn)生的單端孢霉烯族毒素可分為A型和B型，其中B型有3-ADON、15-ADON和NIV 3種菌株特異化學型［10-11］，而產(chǎn)A型毒素NX-2的F.graminearum菌株目前只在北美被報道［12-14］。我國，F(xiàn).graminearum主要產(chǎn)15-ADON型毒素，F(xiàn).asiaticum主要產(chǎn)3-ADON或NIV型毒素［8-9］。

FGSC在作物秸稈殘體上越冬可產(chǎn)生兩種類型孢子：一種是無性的分生孢子，借助雨水飛濺傳播，侵染小麥葉片并可擴展到穗，擴散距離有限;另一種是有性的子囊孢子，在溫暖潮濕的天氣條件下，從發(fā)育成熟的子囊殼中迸發(fā)噴射到空氣中，借助氣流、雨水進行較遠距離的擴散傳播［15-16］。多項研究表明，小麥揚花期前后冠層內(nèi)多數(shù)是FGSC的子囊孢子，在侵染小麥穗后可產(chǎn)生分生孢子進行二次侵染，因此，秸稈殘體上子囊殼釋放的子囊孢子是小麥赤霉病的主要初侵染源［17-21］。溫度和濕度是影響子囊殼數(shù)量的兩個重要環(huán)境因子［21］，調(diào)查麥田秸稈殘體上的子囊殼數(shù)量可作為預(yù)測預(yù)報小麥赤霉病的重要指標［22］。

與歐美一年一熟的種植制度不同，一年兩熟的黃淮海小麥-玉米輪作和長江流域小麥-水稻輪作是中國特色的耕作制度。F.graminearum和F.asiaticum在中國呈現(xiàn)區(qū)域性地理分布受到氣溫、耕作制度等的影響［23-25］，在麥田前茬作物玉米秸稈和水稻秸稈上F.graminearum和F.asiaticum子囊殼的形成和發(fā)育成熟情況是否有差異，是否會影響到F.graminearum和F.asiaticum在中國的地理分布目前還不明確。本研究選擇不同毒素型F.graminearum和F.asiaticum菌株，比較在不同環(huán)境條件下其在玉米秸稈和水稻秸稈上子囊殼形成和發(fā)育成熟的差異，以期闡明F.graminearum和F.asiaticum在中國小麥赤霉病上表現(xiàn)區(qū)域性地理分布的原因，并為相關(guān)病害的發(fā)生、預(yù)測預(yù)報和防控提供借鑒。

1?材料與方法

1.1?材料

供試菌株：基于種和毒素型，從本實驗室保存的FGSC菌源庫中，選擇F.graminearum不同毒素型菌株3株：SE81（3-ADON型，F(xiàn)g-3A）、LcA-2（15-ADON型，F(xiàn)g-15A）和HX5-1（NIV型，F(xiàn)g-NIV），選擇F.asiaticum不同毒素型菌株2株：M4A（3-ADON型，F(xiàn)a-3A）和M31-2（NIV型，F(xiàn)a-NIV），共5株不同基因型FGSC菌株（表1）。

1.2?方法

1.2.1?秸稈的接種

本試驗用5個菌株的孢子懸浮液分別接種玉米和水稻秸稈并置于不同環(huán)境（花泥和地表）來比較F.graminearum和F.asiaticum子囊殼形成和發(fā)育成熟度的差異。

各菌株在PDA上，26℃黑暗培養(yǎng)3～5 d，打取直徑2 mm的菌絲塊，接種于5%綠豆湯培養(yǎng)基，26℃、180 r/min振蕩培養(yǎng)3～5 d，用4層紗布過濾菌絲，將孢子懸浮液濃度調(diào)為104～105個/mL，備用。

河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究開發(fā)基地（即河南省農(nóng)業(yè)科學院原陽基地）試驗田的玉米（‘鄭單958）和水稻（‘黃金晴）收獲后，挑選大小一致的玉米莖稈（直徑約為1.4 cm）和水稻莖稈（直徑約為0.5 cm），截成15 cm長的小段，在蒸餾水中浸泡12 h后，撈出瀝水，121℃、20 min滅菌兩次后備用。在超凈臺中，將滅菌的玉米秸稈和水稻秸稈分別放在各菌株的孢子懸浮液中浸泡2 min，撈出后放入滅菌的托盤內(nèi)（規(guī)格60 cm×40 cm×4.8 cm），用4層無菌紗布覆蓋，26℃培養(yǎng)7 d（圖1a），直到菌絲幾乎布滿秸稈備用（圖1b），以收集的上季感莖腐病的玉米秸稈、健康株的玉米秸稈和水稻秸稈為對照。

1.2.2?田間放置

在河南省新鄉(xiāng)市平原示范區(qū)河南省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究開發(fā)基地（35°0′N，113°42′E），選擇正常管理的小麥田，于2016年2月19日將接種后長滿菌絲的玉米秸稈和水稻秸稈及對照放置麥田壟間。設(shè)置兩種不同的環(huán)境，一是將秸稈平置于花泥表面（花泥放在有水的塑料盒子里吸水保濕，塑料盒規(guī)格30 cm×20 cm×10 cm，花泥規(guī)格20 cm×10 cm×8 cm）（圖1c），盒子內(nèi)水面和花泥上表面基本持平，并定期續(xù)水，模擬100%的相對濕度環(huán)境，然后將盒子置于麥田壟間地表（圖1d～f）;二是在自然環(huán)境下，將秸稈直接平置于麥田壟間地表（圖1e～g）。為避免田間灌溉等農(nóng)事操作干擾秸稈的放置，均用鐵絲（直徑0.6 mm，長度30 cm左右）將秸稈輕微固定。

在花泥和地表兩種環(huán)境下放置的秸稈均按照隨機區(qū)組設(shè)計，3次重復(fù)，每小區(qū)放置玉米秸稈10根，水稻秸稈20根。同一區(qū)組置于同一麥壟，區(qū)組間相隔5 m左右，區(qū)組內(nèi)不同小區(qū)間相隔0.5～1 m。

1.2.3?子囊殼密度及成熟度的調(diào)查

3月底，調(diào)查發(fā)現(xiàn)部分秸稈上開始形成極少量子囊殼（圖2a），于4月7日、4月14日和4月28日分別調(diào)查秸稈上子囊殼的密度和成熟度。子囊殼密度調(diào)查方法為每個小區(qū)隨機取5根玉米秸稈和水稻秸稈，首先肉眼估算每根秸稈上形成子囊殼面積占整個秸稈表面積（把整個秸稈看成圓柱體，此處的秸稈表面積特指為圓柱體的側(cè)面積）的比例，然后用相機對秸稈上著生子囊殼有代表性的位置（能代表秸稈上子囊殼形成情況且可清楚計數(shù)子囊殼）進行拍照，并以記錄本上的藍線格作為標尺（0.7 cm×0.7 cm）（圖2c～f），拍完照后將秸稈放回原位置。室內(nèi)利用Image J軟件計算子囊殼的密度［26］。

以種群增長曲線下面積（area under the population growth curve，AUPGC）來計算子囊殼產(chǎn)生速度［27］，AUPGC=∑［（Xi+1+Xi）/2］ （ti+1-ti），式中：Xi表示第i次調(diào)查時的秸稈上子囊殼形成的面積，ti表示第i次調(diào)查時的時間（以秸稈放置田間后天數(shù)表示）。秸稈上子囊殼形成面積=估算的秸稈上形成子囊殼面積占整個秸稈表面積的比例×秸稈實際表面積，秸稈實際表面積=π×秸稈直徑×秸稈長度，玉米秸稈實際表面積=3.14×1.4×15=65.94 cm2，水稻秸稈實際表面積=3.14×0.5×15=23.55 cm2。

子囊殼成熟度的調(diào)查分級參照Dufault等的方法［28］，每次調(diào)查子囊殼面積結(jié)束后，隨機選取5根秸稈并挑取20個子囊殼，室內(nèi)制片壓碎鏡檢，確定子囊殼的成熟度級別。子囊殼成熟指數(shù)的計算方法參照小麥赤霉病測報技術(shù)規(guī)范（GB/T 15796-2011）［29］，子囊殼成熟指數(shù)=∑（各級子囊殼成熟數(shù)×各級代表值）/（調(diào)查總子囊殼數(shù)×最高級代表值）×100。

1.2.4?供試菌株的致病力測定

選擇高感赤霉病的小麥品種‘鄭麥366，在小麥揚花期采用噴霧法接種小麥赤霉病菌。用小噴壺（規(guī)格50 mL）將30 mL濃度為1×104個/mL的孢子懸浮液噴灑在30穗小麥穗上，無菌水作為對照，3次重復(fù)。所有接種的小麥穗套袋保濕48 h，21 d后調(diào)查記錄每穗的病級，病級標準參照《小麥抗病蟲性評價技術(shù)規(guī)范 第4部分：小麥抗赤霉病評價技術(shù)規(guī)范》（NY/T1443.4—2007）［30］中土表接種法的嚴重度分級：0級，無發(fā)病小穗;1級，零星小穗發(fā)病，發(fā)病小穗占總小穗數(shù)的25.0%以下;2級，發(fā)病小穗占總小穗數(shù)的25.0%～50.0%;3級，發(fā)病小穗占總小穗數(shù)的50.1%～75.0%;4級，發(fā)病小穗占總小穗數(shù)的75.0%以上。病情指數(shù)＝∑（各級病穗數(shù)×病級數(shù)值）/（調(diào)查總穗數(shù)×４）×100。

1.3?數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SAS 9.4統(tǒng)計分析軟件（SAS Institute，Cary，NC）進行方差分析，采用LSD法（least significant differences）進行多重比較（α=0.05）。

2?結(jié)果與分析

2.1?子囊殼形成

秸稈在田間放置40 d左右（3月底），花泥表面的玉米秸稈上出現(xiàn)極少量子囊殼（圖2a），而地表的秸稈沒有發(fā)現(xiàn)子囊殼（圖2b）;50 d左右，在地表秸稈發(fā)現(xiàn)有零星子囊殼形成，最初只出現(xiàn)在秸稈、地表及秸稈與空氣交界位置。4月7日第1次調(diào)查，發(fā)現(xiàn)花泥表面的玉米秸稈和水稻秸稈上均已形成較多的子囊殼，而地表存放的玉米秸稈和水稻秸稈上僅分布有少量子囊殼。4月14日第2次調(diào)查，發(fā)現(xiàn)花泥表面的秸稈上子囊殼的面積占比明顯增加，但地表兩種秸稈上子囊殼的面積占比變化不大。4月28日第3次調(diào)查，發(fā)現(xiàn)在花泥和地表兩種環(huán)境下秸稈上均形成大量子囊殼（圖2c～f）。陽性對照玉米莖腐病秸稈表面也形成較多的子囊殼，而陰性對照滅菌的玉米秸稈和水稻秸稈沒有子囊殼產(chǎn)生。

對花泥和地表存放的秸稈上形成的子囊殼AUPGC進行方差分析，結(jié)果表明不同環(huán)境下不同秸稈上不同菌株產(chǎn)生子囊殼的速度均有顯著差異（P<0.05）（表2）。相同環(huán)境下接種同一菌株時，花泥表面和地表放置的玉米秸稈上產(chǎn)生的子囊殼AUPGC分別是水稻秸稈的3.04～6.25倍和3.55～5.90倍;對同種菌株，放在花泥表面的玉米秸稈和水稻秸稈上產(chǎn)生的子囊殼AUPGC分別是地表環(huán)境的1.73～4.75倍和2.17～6.34倍。以上結(jié)果表明花泥環(huán)境下子囊殼產(chǎn)生速度大于地表，以玉米秸稈為載體的子囊殼的產(chǎn)生速度要大于水稻秸稈，說明濕度對子囊殼的產(chǎn)生具有重要的影響。在花泥和地表，3個F.graminearum菌株（SE81、LcA-2、HX5-1）接種同種秸稈形成子囊殼的AUPGC大于２個F.asiaticum菌株（M4A、M31-2）。

2.2?子囊殼密度

由于前2次調(diào)查時地表秸稈上只產(chǎn)生零星子囊殼，只在第3次調(diào)查時對其拍照及進行子囊殼密度的統(tǒng)計。對于花泥表面放置的秸稈，完成了3次拍照及子囊殼密度的統(tǒng)計。

對花泥和地表不同秸稈上形成的子囊殼密度進行方差分析，結(jié)果表明不同環(huán)境下不同秸稈上不同菌株產(chǎn)生的子囊殼密度均有顯著差異（P<0.05）（表3）。3次統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，F(xiàn).asiaticum菌株中，M31-2接種秸稈產(chǎn)生的子囊殼密度最小，并且與M4A間差異不顯著。F.graminearum菌株中，放置在花泥表面的水稻秸稈上，3個菌株間子囊殼密度差異不顯著;玉米秸稈，在4月7日時3個菌株差異不顯著，4月14日時SE81和HX5-1產(chǎn)生的子囊殼密度差異不顯著，但顯著多于LcA-2;地表秸稈上，SE81產(chǎn)生的子囊殼密度最大（玉米秸稈和水稻秸稈上分別為336.6個/cm2和143.2個/cm2），且顯著大于LcA-2（玉米秸稈和水稻秸稈上分別為155.5個/cm2和65.4個/cm2）和HX5-1（玉米秸稈和水稻秸稈上分別為159.8個/cm2和70.9個/cm2）。以上結(jié)果表明，在相同環(huán)境條件下同一菌株接種玉米秸稈產(chǎn)生的子囊殼密度多數(shù)大于水稻秸稈，3個F.graminearum菌株（SE81、LcA-2、HX5-1）接種同種秸稈產(chǎn)生子囊殼的密度明顯大于2個F.asiaticum菌株（M4A、M31-2）。

對同一菌株，F(xiàn).asiaticum菌株中，M31-2接種同種秸稈產(chǎn)生的子囊殼密度由大到小依次為4月28日花泥＞4月28日地表＞4月14日花泥＞4月7日花泥;M4A接種玉米秸稈時其在4月7日花泥中產(chǎn)生的子囊殼密度最大，且與4月28日花泥和地表環(huán)境下的子囊殼密度均無顯著差異；接種水稻秸稈時其在4月28日花泥中產(chǎn)生的子囊殼密度最大，且與其他時間測得的該菌株在兩種環(huán)境下的子囊殼密度無顯著差異。F.graminearum菌株（SE81、LcA-2、HX5-1）接種同種秸稈產(chǎn)生的子囊殼密度由大到小依次為4月28日地表＞4月28日花泥＞4月14日花泥＞4月7日花泥，同一日期調(diào)查的子囊殼密度為玉米秸稈＞水稻秸稈。結(jié)果表明，所有菌株接種玉米秸稈在4月28日地表環(huán)境產(chǎn)生子囊殼較多。

2.3?子囊殼的成熟度

在合適的溫度（5～30℃）、相對濕度（75.5%～100%）條件下，菌株在秸稈上不斷形成子囊殼，在相對濕度大于85%的條件下，秸稈上產(chǎn)生的子囊殼不斷成熟釋放子囊孢子，同時秸稈上又有新的子囊殼不斷形成。對3次調(diào)查的秸稈上子囊殼成熟度進行方差分析，結(jié)果表明，除了4月28日地表水稻秸稈上不同菌株產(chǎn)生子囊殼的成熟度差異不顯著以外（P>0.05），其他同一菌株在不同環(huán)境不同秸稈上或不同菌株在同種秸稈上產(chǎn)生子囊殼的成熟度均有顯著差異（P<0.05）（表4）。

菌株M31-2接種秸稈產(chǎn)生的子囊殼最少，4月7日、14日子囊殼成熟指數(shù)為0，4月28日花泥和地表的玉米秸稈上子囊殼成熟指數(shù)分別為72.8、68.6；水稻秸稈上子囊殼成熟指數(shù)分別為71.3、96.8，除地表的水稻秸稈外，其余均顯著小于同種環(huán)境條件下接種同種秸稈的其他菌株;其他4個菌株接種的玉米秸稈在花泥和地表及水稻秸稈在花泥條件下，3次調(diào)查的子囊殼成熟指數(shù)間多數(shù)差異不顯著，為65.4～100;4月7日、14日地表水稻秸稈上只有菌株SE81產(chǎn)生零星子囊殼，成熟指數(shù)分別為24.6和48.3，其他菌株接種處理的子囊殼成熟指數(shù)均為0。以上結(jié)果表明，在花泥和地表，5個菌株接種玉米秸稈和水稻秸稈產(chǎn)生子囊殼的成熟度沒有規(guī)律，秸稈載體對F.graminearum和F.asiaticum產(chǎn)生子囊殼的成熟度沒有影響。

2.4?子囊殼密度及產(chǎn)生速度和菌株致病力的相關(guān)分析

5個菌株接種高感小麥赤霉病的品種‘鄭麥366后其病情指數(shù)間有極顯著差異（P<0.01）（表5）。其中菌株HX5-1所致病情指數(shù)最高（97.3），菌株M31-2所致病情指數(shù)最低（75.1），菌株SE81、LcA-2和M4A所致病情指數(shù)間差異不顯著。

將不同環(huán)境條件下5個菌株在玉米秸稈和水稻秸稈上的子囊殼密度及產(chǎn)生速度（AUPGC）和接種‘鄭麥366后的病情指數(shù)進行相關(guān)性分析表明：4月7日花泥玉米秸稈、4月28日地表玉米秸稈及4月28日花泥和地表水稻秸稈上的子囊殼密度與接種‘鄭麥366的病情指數(shù)呈顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.531、0.581、0.595和0.524（P<0.05）;4月14日、28日花泥玉米秸稈和4月7日、14日花泥水稻秸稈上的子囊殼密度與接種‘鄭麥366的病情指數(shù)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.662、0.670、0.723和0.663（P<0.01）。

不同環(huán)境條件下的子囊殼產(chǎn)生速度（AUPGC）與接種‘鄭麥366的病情指數(shù)呈極顯著正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.845、0.753、0.796和0.740（P<0.01）。

（表6）。以上結(jié)果表明，F(xiàn).graminearum和F.asiaticum菌株在秸稈上的子囊殼密度及產(chǎn)生速度（AUPGC）與其在感病品種上的致病力呈顯著正相關(guān)。

3?結(jié)論與討論

禾谷鐮孢復(fù)合種（FGSC）中的F.graminearum和F.asiaticum分別是中國北方和南方小麥赤霉病菌的優(yōu)勢種，其中F.graminearum主要產(chǎn)15-ADON型毒素，F(xiàn).asiaticum主要產(chǎn)3-ADON或NIV型毒素［8-9］。

由于FGSC菌株個體間表型差異較大，本研究選擇的5株菌株不能完全代表種及毒素化學型，但本研究發(fā)現(xiàn)F.graminearum和F.asiaticum菌株在玉米和水稻秸稈上的子囊殼密度及產(chǎn)生速度與其在感病品種上的致病力呈顯著正相關(guān)，為后續(xù)研究中菌株選擇提供了參考依據(jù)。

本研究中，相同環(huán)境下3個F.graminearum菌株（SE81、LcA-2和HX5-1）在同種秸稈上產(chǎn)生子囊殼的速度比2個F.asiaticum菌株（M4A和M31-2）快且密度大，這與菌株本身的產(chǎn)子囊殼能力有關(guān)，還受到環(huán)境的影響。低溫條件（年平均溫度為15℃或更低）有利于F.graminearum菌株的生存，溫暖氣候（年平均溫度高于15℃）對F.asiaticum菌株的生存更有利［6］，而2016年2月下旬至4月底，試驗地平均溫度只有12.7℃，可能更有利于F.graminearum菌株在秸稈上產(chǎn)生子囊殼。

子囊殼形成的適宜溫度為5～30℃（最適溫度為21.7℃），適宜相對濕度為75.5%～100%，而子囊殼成熟則需要在20～25℃（最適溫度為21.1℃）、85%～100%的相對濕度條件下發(fā)育14 d，溫度過高或過低則無法發(fā)育成熟［21］。本研究選擇了花泥（在盒子里定期續(xù)水保濕，模擬100%的相對濕度環(huán)境）和地表（自然環(huán)境，濕度主要依靠田間灌溉和降雨）兩種環(huán)境條件。2月下旬至4月底，試驗地白天溫度為5～24℃，雖然晚上溫度稍低（-3～14℃），但已滿足秸稈上子囊殼形成和發(fā)育成熟所需的溫度條件。菌株先在花泥玉米秸稈上形成少量子囊殼，隨后（4月7日、14日）在花泥玉米秸稈和水稻秸稈上均形成較多子囊殼；地表秸稈上一直到4月28日才形成了較多的子囊殼，這是由于2月下旬至4月14日，試驗地田間降水量不超過20 mm，4月17日試驗地麥田人工澆水（大水漫灌1 h），4月25、26日小雨，27日中雨，連續(xù)陰雨天氣使試驗地田間降水量超過35 mm，達到了90%以上的相對濕度，滿足了子囊殼形成和發(fā)育成熟所需的條件，表明濕度在子囊殼的形成和發(fā)育成熟過程中起著至關(guān)重要的作用，與Manstretta等［21］的研究結(jié)果一致。另外，子囊殼最初產(chǎn)生的位置是在秸稈、地表或者花泥與空氣的交界位置［31］，而秸稈覆蓋在地表或者花泥表面的那部分并不能形成子囊殼，這是由于子囊殼的形成除了需要適宜的溫度和濕度，還需要光照［32-33］。

本研究發(fā)現(xiàn)，同一菌株接種的秸稈放在花泥表面比地表子囊殼產(chǎn)生速度快，可能是由于花泥環(huán)境提供了秸稈上子囊殼形成所需的濕度，而前期麥田地表濕度非常小，因此地表秸稈上的子囊殼產(chǎn)生速度較慢。4月28日，菌株M31-2接種的玉米秸稈放在兩種環(huán)境條件下子囊殼密度幾乎一樣（花泥：2.0個/cm2；地表：1.9個/cm2），其他處理中地表玉米秸稈上子囊殼密度是花泥的1.2～3.5倍（地表∶花泥=1.22～3.33∶1），這可能是花泥環(huán)境下，玉米秸稈上的子囊殼發(fā)育成熟后不斷釋放子囊孢子，造成花泥玉米秸稈上的子囊殼密度并不大;地表條件下，前期降水量少，4月27日中雨，28日調(diào)查時所有地表秸稈上剛開始形成子囊殼，同時發(fā)育成熟釋放子囊孢子的子囊殼較少，因此多數(shù)地表玉米秸稈的子囊殼密度較花泥大。而M31-2接種的水稻秸稈放在花泥表面時子囊殼密度（3.6個/cm2）顯著大于放在地表（1.0個/cm2），其他處理中水稻秸稈在花泥和地表間的子囊殼密度差異不顯著，這可能是由于菌株M31-2在水稻秸稈上產(chǎn)子囊殼需要更大的濕度。

黃淮麥區(qū)的小麥-玉米輪作和長江中下游麥區(qū)的小麥-水稻輪作是中國特色的耕作制度，子囊殼的形成過程也受到秸稈載體的影響［21］，因此本研究選擇麥田前茬作物玉米秸稈和水稻秸稈作為產(chǎn)子囊殼的載體。研究發(fā)現(xiàn)，放置環(huán)境相同時，同一菌株在玉米秸稈上子囊殼產(chǎn)生速度比水稻秸稈上快且多數(shù)密度大，這與玉米秸稈和水稻秸稈的C/N比不同有關(guān)，C/N比高的作物殘茬，更有利于子囊殼的形成，玉米秸稈的平均C/N比為60∶1［20， 34］，而水稻秸稈的C/N比為43∶1［35］，這與Khonga等［36］發(fā)現(xiàn)的在C/N比高的作物殘茬上更易迅速形成子囊殼的結(jié)果一致。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，連續(xù)多年的秸稈還田、簡耕免耕、跨區(qū)機收等耕作方式造成了田間秸稈殘茬上病原菌的不斷積累。小麥赤霉病是我國黃淮區(qū)域和長江流域冬麥區(qū)常發(fā)、易發(fā)的氣候性病害，越冬秸稈殘茬上的子囊殼在適宜的溫度和濕度條件下釋放出成熟的子囊孢子，成為小麥赤霉病的主要初始侵染源。2016年試驗地小麥田，4月20日開始揚花，24日揚花50%，28日揚花達到95%，揚花期（4月24日-28日），期間未出現(xiàn)極端低溫天氣（4月16日、17日低溫為8℃和9℃，其他日期低溫均高于10℃），但前期田間降水量不足，秸稈殘茬上形成的子囊殼密度較小;25日-27日試驗地連陰雨天氣，秸稈殘茬上形成較多子囊殼且部分發(fā)育成熟并釋放子囊孢子，但此后一周田間未有降雨，氣候條件不利于子囊孢子在小麥穗上的萌發(fā)及侵染擴展，根據(jù)試驗地麥田秸稈殘茬上子囊殼的形成情況，結(jié)合小麥揚花期前后的天氣，預(yù)測當年試驗地麥田小麥赤霉病發(fā)生較輕，與實際發(fā)病情況基本一致。

本研究只選擇了豫北（河南省新鄉(xiāng)市）一個地點，后續(xù)研究氣溫對F.graminearum和F.asiaticum子囊殼形成的影響時，應(yīng)選擇優(yōu)勢種群（15-ADON型F.graminearum菌株和3-ADON型F.asiaticum菌株）中對感赤霉病的小麥品種致病力沒有顯著差異的菌株，在不同緯度條件下或者南北不同地區(qū)進行。

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（責任編輯：楊明麗）