地球与环境 2022-01-18 15:54

研究人员解开了一个长期存在的谜题,即真菌孢子是如何释放和分散的。

知道这些孢子能传播多远,现在可以帮助保护谷物作物免受农业中最古老的敌人之一——茎锈病的伤害。

来自约翰英尼斯中心和东安格利亚大学(UEA)的研究人员在研究致命的茎锈病病原体时,研究了由该病原体的替代宿主植物——普通灌木篱墙灌木——感染产生的孢子的传播。

发表在《通讯生物学》杂志上的这项研究揭示了早季孢子从小叶小梅上形成的茎锈病簇杯中释放出来的机制。

茎锈病的孢子紧密地堆积在集群杯中,在露珠或降雨期间,水进入这些结构,导致孢子膨胀。这一过程对邻近的孢子产生了巨大的作用力,而填充空隙的水则起到了润滑膜的作用。

这有利于弹射式的孢子从杯状结构排出,单个真菌孢子的速度可达0.754米/秒。该研究还证实,孢子可以成簇释放,这有助于加快喷射速度。排出后,大多数孢子很可能分离,从而加强随后的风传播到邻近的作物。

通过了解这一机制,它现在可以用来帮助农民和立法者评估当前当地疾病从小黄莓丛传播到邻近谷类作物的风险。基于这些发现,该团队制作了一种新的网络资源,可以模拟传播模式,并允许用户预测孢子从受感染的小檗树丛传播的可能距离。

小麦茎锈病被称为“农业的脊髓灰质炎”,因为它对全球小麦生产构成了严重威胁。

小檗在真菌的生命周期中起着关键作用;它是有性生殖的场所,它的感染产生了一个锈病孢子库,可以将疾病传播回邻近的谷物作物。

尽管小檗是小麦茎锈病感染的重要来源,但其茎锈病孢子是如何从小檗树篱中释放出来的,以及它们能传播多远的机理已经困扰了科学家们一个多世纪。

第一作者Vanessa Bueno-Sancho博士说:“解决了这些关于孢子释放机制的基本问题,最终使我们能够创建一个公开可用的点击式网络界面,以评估小叶小梅植物将茎锈病感染传播到谷类作物的本地风险。”

共同通讯作者黛安·桑德斯博士评论说:“这项研究非常及时,因为在过去的十年里,小麦茎锈病在西欧的零星感染一直在增加,而流行的灌木树篱品种小叶小梅的数量也在增加。了解这些孢子可以传播多远,对于指导未来小黄莓种植与谷类作物之间的安全距离的政策至关重要,同时也可以确定当前的灌木处于未来茎锈病感染的高风险来源。”

这项研究“锈病病原菌小麦锈菌的孢子排出是由水分进入驱动的”发表在《通讯生物学》上