小麦条锈菌冬孢子产生及其在转主寄主上发育的细胞学研究.doc

小麦条锈菌冬孢子产生及其在转主寄主上发育的细胞学研究由小麦条锈菌引起的小麦条锈病是我国及世界小麦生产上最重要的病害之一。近期，小檗被证实不仅可作为小麦条锈菌的转主寄主，而且小麦条锈菌可在小檗上完成其有性生殖过程。这一发现对进一步揭示我国小麦条锈菌高度的群体遗传多样性与毒性变异机理、完善小麦条锈病的防治策略具有十分重要的理论和实际意义。但有关小麦条锈菌在转主寄主上的发育过程和相关的超微结构未曾报道。冬孢子萌发形成担孢子后侵染转主寄主小檗，因此冬孢子的产生对小麦条锈菌有性世代的形成具有重要意义,但冬孢子的发生过程目前并不清楚。本研究应用冰冻切片技术，光学显微技术和电镜技术，首次对小麦条锈菌冬孢子产生，小麦条锈菌在小檗上的发育过程及相关的超微结构进行了系统研究，为全面阐明小麦条锈菌的生活史提供了理论依据。结果如下：（1）小麦条锈菌冬孢子由排列在冬孢子堆基部的双核产孢细胞产生。在发育初期，产孢细胞一端产生突起形成冬孢子芽，随后冬孢子芽经延伸并形成隔膜，依次分化形成冬孢子原基、柄细胞和冬孢子原体。冬孢子原体经有丝分裂后产生隔膜发育形成双核双细胞冬孢子。成熟的冬孢子表面光滑，具有明显加厚的细胞壁，双核融合，原生质密度增加，富含脂肪粒和糖原类物质。在部分冬孢子堆周围还可观察到莲座状包被结构。（2）小麦条锈菌冬孢子萌发产生担孢子，担孢子萌发产生芽管，从转主寄主小檗表皮直接侵入，形成单核的胞间菌丝。胞间菌丝与寄主细胞接触时，菌丝产生乳状入侵栓直接侵入寄主细胞形成吸器。吸器形态多样，有线状，囊状，镰刀状，指头状和不规则形状。（3）大量的单核菌丝在小檗叶肉细胞间扩展，进而在寄主上表皮下方形成性孢子器。性孢子器呈烧瓶型，内含大量单核的性孢子梗和侧丝。性孢子梗顶端形成性孢子，其产生主要为整体芽生环痕式，兼具瓶体式特点。每一性孢子梗可连续产生多个串生的性孢子，每形成一个性孢子后，都在性孢子梗上留下一环痕。成熟的性孢子单核,长椭圆形，表面光滑。（4）在形成性子器的过程中，寄主下表皮聚集的不规则菌丝细胞发育形成锈孢子器。锈孢子器呈杯状或筒状，其内排列着大量双核的长形锈孢子梗，可由上向下连续产生多个锈孢子。锈孢子梗通过产生隔膜先形成锈孢子原体，再分隔而形成锈孢子和分隔细胞。随进一步发育，分隔细胞与锈孢子脱离，。成熟的锈孢子成球形或者近球形，孢子表面着生有密集的瘤状结构。（5）锈孢子萌发产生芽管侵入小麦气孔，随后在寄主体内形成胞间菌丝。当胞间菌丝在寄主细胞间隙扩展一段时间后，便在寄主表皮下聚集成垫状的产孢结构，继而产生夏孢子堆和夏孢子。(6)小麦条锈菌为全型锈菌，年生活史中存在五种类型的孢子阶段，分别是性孢子阶段，锈孢子阶段，夏孢子阶段，冬孢子阶段和担孢子阶段。