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摘要 为了快速区分小麦条锈菌、叶锈菌和秆锈菌，用不同浓度的盐酸处理3种小麦锈菌的新鲜夏孢子和在4℃冰箱内保存4个月以上的锈菌夏孢子，在显微镜下观察夏孢子形态以及原生质体变化。结果表明，24.5％、28.5％、32.5％、36.5％4种浓度的盐酸处理条锈菌夏孢子后其原生质体均浓缩成多个分散的小团。而同样方法处理叶锈菌和秆锈菌新鲜菌种时其原生质体浓缩成一个大团或多个小团，浓缩成一个大团的比例随盐酸浓度的增大而提高；用不同浓度盐酸处理保存4个月以上的2种小麦锈菌时，95％以上的夏孢子原生质体浓缩成多个分散的小团，少数(不超过5％)的夏孢子原生质体浓缩成一个大团。研究还发现叶锈菌和秆锈菌夏孢子活力、盐酸浓度等对夏孢子原生质体浓缩状况有很大影响，且与病菌生理小种有一定的关系。因此，锈菌夏孢子经36.5％浓盐酸处理后的原生质体浓缩状况只能作为小麦锈病田间快速诊断检测的辅助手段，不能作为锈病种类鉴别的唯一标准，必须结合病害症状特征、孢子形态以及分子生物学方法等进行综合判别。
关键词 小麦锈菌；夏孢子形态；病害诊断；原生质体；盐酸
中图分类号 S 435.121
小麦条锈病(Puccinia striiformis f.sp.triti-ci)、叶锈病(P.triticina)和秆锈病(P.graminis f. sp.tritici)是我国小麦生产上经常发生危害的一类重要真菌病害。其中，以小麦条锈病流行范围最广、成灾频率最高，近年来在我国西南、西北麦区连年流行成灾；其次是叶锈病，在我国许多麦区均有分布，但危害不如条锈病严重；秆锈病近30年来在我国基本得以持久控制，仅在西南、东北、苏北等局部地区有发生和危害，然而，1999年在乌干达发现的小麦新型秆锈菌致病小种(Ug99)有传入我国的潜在风险，对我国广大麦区小麦安全生产亦构成极大威胁。准确鉴别小麦上发生的3种锈病，是进行病害早期预警和有效防控的基础和前提。
用接种针挑取少量锈菌夏孢子粉，分别放置于滴有不同浓度盐酸的载玻片上，盐酸浓度分别4.5％、12.5％、20.5％、24.5％、28.5％、32.5％、36.5％，使锈菌夏孢子在盐酸溶液中充分散开，盖上盖玻片，立即在10倍和40倍显微镜下观察质壁分离现象，并拍照。在视野中随机选取100个左右处理后的夏孢子，统计其原生质体浓缩或分块情况，计算出原生质体浓缩和分块百分比。试验以清水处理作为对照。
2 结果与分析
2.1 小麦3种锈菌夏孢子在清水中的形态观察结果
小麦条锈菌、叶锈菌、秆锈菌夏孢子经清水处理后，在显微镜下直接观察其形态分特征(图1a、c和e)。显微观察结果表明，无论是新鲜的夏孢子还是在4、℃冰箱内存放4个月以上的夏孢子，3种锈菌在清水处理中均未发生原生质体收缩现象。条锈菌夏孢子单细胞，球形或圆形，淡黄色，表面有微刺，发芽孔排列不规则；叶锈菌夏孢子单细胞，圆形或近圆形，黄褐色，有6～8个散生的发芽孔，表面有微刺；秆锈菌夏孢子单细胞，椭圆形，暗褐色，中部有4个发芽孔，孢壁上有明显棘状突起。条锈菌和叶锈菌夏孢子在清水中孢子大小、形状、颜色等差异较小，在显微镜下直接鉴定比较困难。
2.2小麦3种锈菌夏孢子经盐酸处理后的形态观察结果
小麦条锈菌、叶锈菌和秆锈菌夏孢子分别经浓度为4.5％、12.5％、20.5％、24.5％、28.5％、32.5％、36.5％的盐酸处理后，镜检夏孢子原生质体浓缩和分块情况。结果发现，4.5％、12.5％和20.5％盐酸处理的3种锈菌夏孢子均未发生原生体浓缩或分块现象。经24.5％、28.5％、32.5％和36.5％盐酸处理后，锈菌夏孢子对盐酸的反应有所不同，有的夏孢子原生质体收缩成多个分散的小团，有的在孢子中央浓缩成一个大团(图1)。不同锈菌种类和生理小种对不同浓度盐酸的反应结果列于表1。
从表1可以看出，小麦条锈菌所有供试小种在24.5％、28.5％、32.5％和36.5％盐酸中均发生原生质体浓缩现象，不论新老菌种的夏孢子其原生质体均浓缩为多个分散小团(图1b)，条锈菌不同生理小种对24.5％～36.5％浓度盐酸的反应未表现出差异。叶锈菌和秆锈菌对盐酸的反应则不然，有的夏孢子原生质体浓缩 成一个大团，有的浓缩成多个分散的小团(图1d、f)。
从表1还可看出，叶锈菌和秆锈菌原生质体浓缩状况受夏孢子活力、盐酸浓度等影响较大，且不同生理小种亦存在一定的差异。在4℃冰箱内保存4个月以上的叶锈菌和秆锈菌老菌种，其夏孢子对4种浓度盐酸的反应与条锈菌相似，有95％以上夏孢子的原生质体浓缩成多个分散的小团，仅有不足5％的夏孢子原生质体浓缩成一个大团，且受盐酸浓度的影响不大。然而，新鲜的小麦叶锈菌在28.5％、32.5％和36.5％盐酸中大多数夏孢子原生质体都浓缩成一个大团，且随着盐酸浓度的增加，浓缩成一个大团的比例亦增高，在36.5％的浓盐酸中浓缩成一个大团的比例为76.6％～85.9％(平均82.3％)；在24.5％低浓度盐酸中有50％以上的夏孢子原生质体浓缩成多个小团。由此可见，夏孢子活力以及盐酸浓度对叶锈菌原生质体浓缩状况有较大影响。此外，叶锈菌不同生理小种其夏孢子原生质体浓缩状况也表现出一定差异，例如，在36.5％的浓盐酸中，叶锈小种THT浓缩成一个大团的比例为85.9％，而THP仅为76.6％。同样地，新鲜的小麦秆锈菌在36.5％的浓盐酸中，夏孢子原生质体浓缩成一个大团的比例分别为63.0％和86.5％，仅有13.5％和37.0％的夏孢子原生质体浓缩成多个分散的小团，不同生理小种同样表现出一定的差异。但在24.5％低浓度盐酸中，其原生质体浓缩状况则截然不同，99％的夏孢子原生质体浓缩成多个分散的小团，仅有个别夏孢子原生质体浓缩成一个大团，这与小麦条锈菌的状况相似。
3 结论与讨论
小麦条锈菌、叶锈菌和秆锈菌夏孢子在显微镜下镜检的形态有所不同。秆锈菌夏孢子为椭圆形、暗褐色，新鲜夏孢子用浓盐酸处理后大多数孢子的原生质体在孢子中央浓缩成一个大团，少数孢子浓缩成多个分散的小团；条锈菌和叶锈菌夏孢子均为圆形、淡黄色或黄褐色，但条锈菌夏孢子经36.5％浓盐酸处理后原生质体全部浓缩成多个分散的小团，而大多数新鲜叶锈菌夏孢子原生质体浓缩成一个大团，部分浓缩成多个分散的小团。用此法可方便、快速地进行锈病种类辅助鉴别，且成本低、操作简便，便于基层农业科技工作者掌握运用，可作为小麦锈病田间快速诊断检测的辅助手段。然而，研究亦发现叶锈菌和秆锈菌夏孢子活力、生理小种、盐酸浓度等对夏孢子原生质体浓缩状况有较大影响，特别是叶锈菌和秆锈菌夏孢子的新鲜程度对原生质体浓缩状况影响很大。因此，锈菌夏孢子经浓盐酸处理后的原生质体浓缩现象不能作为锈病种类鉴别的唯一标准，必须结合病害症状特征、孢子形态以及分子生物学方法等进行综合判断。
关键词 小麦锈菌；夏孢子形态；病害诊断；原生质体；盐酸
中图分类号 S 435.121
小麦条锈病(Puccinia striiformis f.sp.triti-ci)、叶锈病(P.triticina)和秆锈病(P.graminis f. sp.tritici)是我国小麦生产上经常发生危害的一类重要真菌病害。其中，以小麦条锈病流行范围最广、成灾频率最高，近年来在我国西南、西北麦区连年流行成灾；其次是叶锈病，在我国许多麦区均有分布，但危害不如条锈病严重；秆锈病近30年来在我国基本得以持久控制，仅在西南、东北、苏北等局部地区有发生和危害，然而，1999年在乌干达发现的小麦新型秆锈菌致病小种(Ug99)有传入我国的潜在风险，对我国广大麦区小麦安全生产亦构成极大威胁。准确鉴别小麦上发生的3种锈病，是进行病害早期预警和有效防控的基础和前提。
用接种针挑取少量锈菌夏孢子粉，分别放置于滴有不同浓度盐酸的载玻片上，盐酸浓度分别4.5％、12.5％、20.5％、24.5％、28.5％、32.5％、36.5％，使锈菌夏孢子在盐酸溶液中充分散开，盖上盖玻片，立即在10倍和40倍显微镜下观察质壁分离现象，并拍照。在视野中随机选取100个左右处理后的夏孢子，统计其原生质体浓缩或分块情况，计算出原生质体浓缩和分块百分比。试验以清水处理作为对照。
2 结果与分析
2.1 小麦3种锈菌夏孢子在清水中的形态观察结果
小麦条锈菌、叶锈菌、秆锈菌夏孢子经清水处理后，在显微镜下直接观察其形态分特征(图1a、c和e)。显微观察结果表明，无论是新鲜的夏孢子还是在4、℃冰箱内存放4个月以上的夏孢子，3种锈菌在清水处理中均未发生原生质体收缩现象。条锈菌夏孢子单细胞，球形或圆形，淡黄色，表面有微刺，发芽孔排列不规则；叶锈菌夏孢子单细胞，圆形或近圆形，黄褐色，有6～8个散生的发芽孔，表面有微刺；秆锈菌夏孢子单细胞，椭圆形，暗褐色，中部有4个发芽孔，孢壁上有明显棘状突起。条锈菌和叶锈菌夏孢子在清水中孢子大小、形状、颜色等差异较小，在显微镜下直接鉴定比较困难。
2.2小麦3种锈菌夏孢子经盐酸处理后的形态观察结果
小麦条锈菌、叶锈菌和秆锈菌夏孢子分别经浓度为4.5％、12.5％、20.5％、24.5％、28.5％、32.5％、36.5％的盐酸处理后，镜检夏孢子原生质体浓缩和分块情况。结果发现，4.5％、12.5％和20.5％盐酸处理的3种锈菌夏孢子均未发生原生体浓缩或分块现象。经24.5％、28.5％、32.5％和36.5％盐酸处理后，锈菌夏孢子对盐酸的反应有所不同，有的夏孢子原生质体收缩成多个分散的小团，有的在孢子中央浓缩成一个大团(图1)。不同锈菌种类和生理小种对不同浓度盐酸的反应结果列于表1。
从表1可以看出，小麦条锈菌所有供试小种在24.5％、28.5％、32.5％和36.5％盐酸中均发生原生质体浓缩现象，不论新老菌种的夏孢子其原生质体均浓缩为多个分散小团(图1b)，条锈菌不同生理小种对24.5％～36.5％浓度盐酸的反应未表现出差异。叶锈菌和秆锈菌对盐酸的反应则不然，有的夏孢子原生质体浓缩 成一个大团，有的浓缩成多个分散的小团(图1d、f)。
从表1还可看出，叶锈菌和秆锈菌原生质体浓缩状况受夏孢子活力、盐酸浓度等影响较大，且不同生理小种亦存在一定的差异。在4℃冰箱内保存4个月以上的叶锈菌和秆锈菌老菌种，其夏孢子对4种浓度盐酸的反应与条锈菌相似，有95％以上夏孢子的原生质体浓缩成多个分散的小团，仅有不足5％的夏孢子原生质体浓缩成一个大团，且受盐酸浓度的影响不大。然而，新鲜的小麦叶锈菌在28.5％、32.5％和36.5％盐酸中大多数夏孢子原生质体都浓缩成一个大团，且随着盐酸浓度的增加，浓缩成一个大团的比例亦增高，在36.5％的浓盐酸中浓缩成一个大团的比例为76.6％～85.9％(平均82.3％)；在24.5％低浓度盐酸中有50％以上的夏孢子原生质体浓缩成多个小团。由此可见，夏孢子活力以及盐酸浓度对叶锈菌原生质体浓缩状况有较大影响。此外，叶锈菌不同生理小种其夏孢子原生质体浓缩状况也表现出一定差异，例如，在36.5％的浓盐酸中，叶锈小种THT浓缩成一个大团的比例为85.9％，而THP仅为76.6％。同样地，新鲜的小麦秆锈菌在36.5％的浓盐酸中，夏孢子原生质体浓缩成一个大团的比例分别为63.0％和86.5％，仅有13.5％和37.0％的夏孢子原生质体浓缩成多个分散的小团，不同生理小种同样表现出一定的差异。但在24.5％低浓度盐酸中，其原生质体浓缩状况则截然不同，99％的夏孢子原生质体浓缩成多个分散的小团，仅有个别夏孢子原生质体浓缩成一个大团，这与小麦条锈菌的状况相似。
3 结论与讨论
小麦条锈菌、叶锈菌和秆锈菌夏孢子在显微镜下镜检的形态有所不同。秆锈菌夏孢子为椭圆形、暗褐色，新鲜夏孢子用浓盐酸处理后大多数孢子的原生质体在孢子中央浓缩成一个大团，少数孢子浓缩成多个分散的小团；条锈菌和叶锈菌夏孢子均为圆形、淡黄色或黄褐色，但条锈菌夏孢子经36.5％浓盐酸处理后原生质体全部浓缩成多个分散的小团，而大多数新鲜叶锈菌夏孢子原生质体浓缩成一个大团，部分浓缩成多个分散的小团。用此法可方便、快速地进行锈病种类辅助鉴别，且成本低、操作简便，便于基层农业科技工作者掌握运用，可作为小麦锈病田间快速诊断检测的辅助手段。然而，研究亦发现叶锈菌和秆锈菌夏孢子活力、生理小种、盐酸浓度等对夏孢子原生质体浓缩状况有较大影响，特别是叶锈菌和秆锈菌夏孢子的新鲜程度对原生质体浓缩状况影响很大。因此，锈菌夏孢子经浓盐酸处理后的原生质体浓缩现象不能作为锈病种类鉴别的唯一标准，必须结合病害症状特征、孢子形态以及分子生物学方法等进行综合判断。