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一、尖孢镰刀菌简介

1.1

尖孢镰刀菌的分类地位

尖孢镰刀菌是由 Snyder和Hansen（1940）将镰刀菌属美丽组（Section Elegans）内合并为一种命名的。尖孢镰刀菌属半知菌类（Fungiim perfecti）、梗孢目（Moniliales）、痤孢科（Tubercular）、镰刀菌属（Fusarium）。尖孢镰刀菌存在种下分化，具有多种不同的专化型，可以浸染多种植物。

1.2

尖孢镰刀菌的形态特征

尖孢镰刀菌最初的气生菌丝都为白色的，在随后的生长过程中，不同专化型的菌落颜色由淡紫色向深紫色转变。尖孢镰刀菌不同专化型在不同华体会体育最新地址上的菌落形态、直径、颜色以及产生孢子的数量都有一些不同， 尖孢镰刀菌能够产生三种不同的孢子，分别为小型分生孢子、大型分生孢子和厚垣分生孢子。 小型分生孢子呈椭圆形，数量最多，没有或有一个间隔，大量存在于被感染植物的导管当中；大型分生孢子呈镰刀型，有三到五个间隔，存在于死亡植物的表面或者分生孢子座群中；厚垣孢子为圆形，是从老的菌丝体上掉落形成的。

尖孢镰刀菌一方面可以浸染植物一方面又能够在土壤中生存，是一种兼性寄生真菌，具有很强的生存能力，其可以在土壤中存活十年以上并保持很强的生物活性，这也是尖孢镰刀菌较难防治的原因之一。

二、尖孢镰刀菌对种植业的危害

2.1

尖孢镰刀菌的危害病症

由于尖孢镰刀菌存在种下分化， 能够侵染瓜类、茄科、水稻、香蕉和棉花等1000多种植物， 不同的专化型引起的枯萎病病症都有所不同，但植物在被侵染后，一般都会发 生根茎、球茎的腐烂，维管束萎缩，植株枯黄，植株生长受损 等病症。

2.2

尖孢镰刀菌的致病机理

机械堵塞： 尖孢镰刀菌的孢子或者菌丝体浸入植株根部后，会沿着导管向上生长，在此过程中会产生大量的分生孢子和厚垣孢子。由于病原真菌在植物微管组织中的大量生长，一方面阻碍植株水分和营养的运输，另一方面又大量消耗了这些水分和营养，从而致使植物叶片气孔关闭，植株萎缩甚至死亡。

毒素作用： 目前公认的并且也是存在最广泛的尖孢镰刀菌所分泌的对于植物生长存在毒害作用的胞外毒素是5-丁基-2-吡啶甲酸，又名镰刀菌酸，这是一种可以破坏植物根系细胞膜的非专化型毒素。当镰刀菌酸破坏了植物根系的的细胞膜后，由于细胞膜通透性的增加，降低了线粒体中活性氧的含量，进而阻碍了ATP的合成，从而导致植物根系缺乏吸收水分的动力，导致植物生长受抑制。

三、对尖孢镰刀菌的防治

3.1

传统防治方法

3.1.1 化学防治

其主要思路有两点，一是改变植株生长所处的环境条件，从而阻断病原菌的传播；另一种思路是使用化学药剂抑制尖孢镰刀菌的生长繁殖。

3.1.2 轮作与间作

当多种病害严重发生时，轮作倒茬可以减少病原菌的积累，是防治尖孢镰刀菌的行之有效的方式；间作的种植方法也可以在一定程度上预防和治疗植物枯萎病，间作的生产模式不仅可以充分利用阳光、土壤、水分等自然资源，提高土地的生产能力，不同作物之间还能够相互影响，减少病害的发生。

3.1.3 杂交育种

选育抗病品种进行种植，传统方法为多亲本复合杂交育种，综合多个亲本的优点，培育具有多种优良性状的新型品种。我国研发的高抗西瓜枯萎病的品种有西农8号、京抗小红、京抗二号、三号等；在抗黄瓜抗枯萎病方面的品种有长春密刺、津研6号、7号等。

3.2

基因调控

基因调控方法在具体操作过程中首先利用基因的电转化或者化学转化技术，将含有目的基因和与目的基因同源的片段的重组基因导入到受体细胞当中，之后通过克隆载体上的基因与受体细胞的基因组上同源序列间的重组，在 DNA 复制过程中将外源基因整合入内源目的基因组内，使克隆基因在替换了原有基因的基础上得以表达。利用基因敲除手段在研究病害菌的致病基因的同时，也为病害菌的基因防控提供了可能。

3.3

微生物防治

在目前的枯萎病防治工作中，随着尖孢镰刀菌耐药性的增强，传统的防治手段已经满足不了现代化农业生产和环境友好发展的需要了。因此，具有巨大发掘潜力的并且环境友好微生物防治技术成为了当前国内外科学家的研究热点。

3.3.1 拮抗真菌

目前应用于防治尖孢镰刀菌的真菌主要有木霉菌属（Trichoderma）、丛枝菌根菌属（Arbuscular mycorrhize）以及非致病尖孢镰刀菌等。其中木霉菌属在农业病害的防治中研究最为深入、应用最为广泛，同时也是目前在拮抗尖孢镰刀菌的研究中效果最为显著的真菌。已报道的可用于防治植物枯萎病的木霉菌有长枝木霉（Trichoderma longibrachiatum）、哈茨木霉（Trichoderma harzianum）、渐绿木霉（Trichoderma viridescens）、深绿木霉（Trichoderma atroviride）和棘孢木霉（Trichoderma asperellum）等。

木霉菌作为尖孢镰刀菌的生物防治真菌，其拮抗尖孢镰刀菌的作用机理主要包括竞争作用、重寄生作用、抗生作用和诱导作用。木霉菌具有更强的环境适应能力和营养利用率；木霉菌对于尖孢镰刀菌的重寄生作用主要包括诱导识别、接触缠绕、穿刺寄生这三步；木霉菌与植物共生时可以通过诱导作用诱导植物抵御病原菌的入侵；木霉菌还会分泌一些抗生素类次级代谢产物在抑制尖孢镰刀菌方面具有积极的作用。

3.3.2 拮抗细菌

被应用于防治尖孢镰刀菌的拮抗细菌主要为芽孢杆菌属（Bacillus），包括枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）、解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）和地衣芽孢杆菌（Bacillus licheniformis）等。

芽孢杆菌在拮抗尖孢镰刀菌方面除通过竞争作用抢夺生存空间与资源外，其分泌的多种次级代谢产物也具有较强的抑菌能力。在芽孢杆菌中，与挥发性代谢物不同的是，脂肽类抗生素均由非核糖体合成途径合成，其间利用了多载体巯基化模板机制和非核糖体多肽合成酶。在目前的研究结果中发现，表面活性素（surfactin）、伊枯草素（iturin）和丰原素（fengycin）是较为常见的三大族脂肽类抗生素，除此之外还有一些未知结构的环肽类抗生素，这些对于尖孢镰刀菌具有较强的抑制作用。

3.3.3 微藻抗菌

现在单纯的使用陆生微生物去抑制尖孢镰刀菌已经不能满足农业发展的需求，因此研究学者逐渐将目光投向了生物资源更加丰富的海洋，相较于真菌和细菌，微藻作为一类单细胞生物，其具有可进行光合作用的优势，特别是近些年来，随着光生物反应器技术（Photobioreators，PBRs）的推广应用，利用微藻可以固定无机碳使之转化为有机碳水化合物的特点，不但能够为日益紧张的资源问题寻找新出路，还能够减弱温室效应。藻类微生物次级代谢所产生的抗菌化合物的具体种类大多虽然没有鉴定清楚，但是目前已知的部分主要有脂肪酸类、溴酚及其它酚类抑制剂、丹宁、菇类、多糖、糖多肽和其它碳水化合物等。

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