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福建省植物病理学科发展研究报告

时间:2022-03-12 08:30:40 浏览次数:

zoޛ)j饨ky疫情监测与控制等八个方向综述我省植物病理学科的研究进展,总结了我省植物病理学科近年来在人才培养、平台建设、植物病害综合治理技术的研究与推广、农林植物病害疫情监测与控制、服务海西建设等方面的工作进展,提出了福建植物病理学科的发展思路与目标。

[关键词] 植物病理学 植物病理学科 发展现状 展望

1 植物病害问题一直是农业生产中的重要问题

植物病害造成严重的损失,一直是世界农业生产中的重要问题。它涉及人类生存的食物安全与健康安全。最有名的是1845年-1846年的爱尔兰饥荒(1rish Potato Famine),由于马铃薯晚疫病在爱尔兰流行并造成大饥荒,使100多万人饿死、200万人移居到海外。1942年-1943年印度的孟加拉饥荒(Bengal Famine),由于水稻大面积遭受胡麻斑病的为害而失收,造成200多万人的死亡。1970年玉米小斑病毁掉了美国15%的玉米,损失大约10亿美元。美国佛罗里达州柑橘溃疡病的反复为害,可以很好地说明植物病害的危害及防治的艰巨性。1910年佛罗里达州的柑橘园因溃疡病流行而被迫大面积销毁病树,烧毁了25万株成年树,300万株树苗,损失1700万美元。最后被迫实行了严格的“1900英尺溃疡病法规”,即所有柑橘树,无论是私人的还是商业性质的,只要在某一棵发生溃疡病树的1900英尺半径之内,不管是否有患病的症状,都必须拔除并毁掉,到1933年,美国宣布柑橘溃疡病已经得到根除。但时隔53年后的1986年,美国再次发生柑橘溃疡病。经过大面积销毁病区的所有柑橘树,美国1994年再次宣布根除了柑橘溃疡病。但仅隔一年又在佛罗里达州迈阿密国际机场附近第三次发现了该病害。到了2006年1月,由于受2004年佛罗里达州飓风的影响,溃疡病在佛州大范围蔓延,美国不得不宣布,暂停实行“1900英尺溃疡病法规”。据统计,美国由于溃疡病已累计砍伐1600多万株柑橘树,损失不计其数。又如森林的无烟火灾——松材线虫病。该病最早在日本发现,对感病松林是毁灭性的,病原线虫被列为重点(A类)国际性植物检疫对象,现分布于日本、朝鲜、韩国、美国、加拿大、墨西哥、葡萄牙、中国等,日本、中国的损失尤其严重。中国自1982年首次在南京发现松材线虫病以来,目前已扩散蔓延至江苏、浙江、安徽、福建、江西、山东、湖北、湖南、广东、广西、重庆、四川、贵州、云南等14个省(自治区、直辖市)的192个县级行政区,674个乡镇,累计致死松树5亿多株,毁灭松林500多万亩,造成经济损失数千亿元,对我国的国土生态安全构成严重威胁。目前我国的危害形势依然十分严峻,并呈跳跃式扩散蔓延态势。

据联合国粮农组织估计,植物遭受病害后平均损失约为总产量的10%-15%。全球因此造成的经济损失平均每年高达2000亿美元。

植物病理学(plant pathology,phytopathology)是一门研究植物病害的病原、发生、发展以及防治的应用学科。它以植物病害为研究对象,探讨发病的原因,或在解剖学、生理学或生物化学上,探讨感染和症状出现的过程。为了确立防病和治病的方法,还研究形成病原的环境条件、病原体传染途径以及病害的诊断法等,另外还研究防病的药剂对病原体或植物体的药理作用,以及所有与植物病害有关的广阔领域。

2 国内外植物病理学科发展现状

2.1 国际植物病理学科的发展现状

近年来,分子植物病理学的研究极大地推动了国际植物病理学科的发展。分子植物病理学是植物病理学的新兴分支学科,旨在为作物病害控制提供新理论、新技术。模式生物和重要病原生物的全基因组序列解析为分子植物病理学研究提供了便利,飞速发展的分子生物学理论和技术为阐明植物病理学中的现象和存在的问题提供了新的思路和方法。近年来在植物与病原物的相互作用分子机理及其相关信号传导、植物抗病机理及其抗病基因克隆、病原物的致病机理及其致病相关基因的克隆等方面取得重要进展。比如:明确了系统获得性抗病反应(SAR)、病原相关分子模式激发的免疫反应(PTI)和效应蛋白激发的免疫反应(ETI)的信号调控机理。发现了小RNA在调控植物与病原菌互作中的重要作用,证明了植物内源小RNA是植物防卫反应机制的普通调控因子。同时小RNA是病害早期特异诱导分子,它们可以作为病害早期诊断的一种分子标记。揭示了病毒沉默的分子机制及沉默抑制子在植物病毒侵染中的功能。明确了植物病原细菌III型分泌系统的组成、结构和分泌机制及其在病菌致病和激发植物抗病反应中的作用。发现了疫霉菌效应蛋白的保守基序及其作用特点。利用DNA芯片和新一代测序技术等研究了植物防卫系统中基因时空表达及调控网络。最近,趋于成熟的RNAi理论和技术也被迅速用于分子植物病理学研究,特别是用于植物病毒和功能基因分析等研究,RNAi技术在培育抗病毒病、抗线虫病和抗专性寄生真菌性病害等研究和实践中将发挥重要作用。另外,正在研究利用分子生物学技术阐述非寄主抗性的分子机理,以期为培育持久广谱抗病作物提供理论基础。

2.2 国内植物病理学研究与推广应用的现状

近几年,我国植物病理学工作者以提高自主创新能力为核心,刻苦钻研、辛勤努力,取得了显著的研究进展,涌现出一批研究成果。某些成果达到国际领先水平,缩短了与国际先进水平的差距。在植物与真菌互作机理研究方面,证明3-磷酸磷脂酰肌醇(P13P)分子在植物和动物细胞表面广泛存在,是真菌效应蛋白进入动、植物寄主细胞的一种普遍机理。该研究对于通过阻断和破坏真菌与寄主细胞分子的结合、开发有效的药物和杀菌剂具有开拓性的意义。病原物致病机理研究,从油菜菌核病菌致病力衰退的菌株中发现了一种可寄生植物病原真菌的新DNA病毒,解开了多年来真菌中是否存在DNA病毒的谜团,是国际上首次有关真菌DNA病毒的报道。从稻瘟病菌中克隆了多个与病菌生长、产孢、附着胞形成和致病性相关的基因,较为系统地研究了稻瘟病菌Rho族小GTP酶基因的功能,以及细胞自噬的机理及与其病菌发育和致病性的关系。病害流行学研究,进一步探明了我国陇南小麦条锈病菌源区的扩大范围,发现小麦条锈菌在菌源基地存在遗传重组现象及新的高毒力致病型,揭示了小麦赤霉病菌致病机理以及寄主植物的防卫反应。利用地理信息系统(GIS)对小麦白粉病越夏、越冬进行区划,将高光谱、无人机低空遥感及病菌孢子捕捉器等新技术应用于小麦白粉病监测预警研究,在小麦白粉病流行监测中发挥了重要作用。

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