出品：科普中國(guó)
作者：高凱星（中國(guó)科學(xué)院微生物研究所）
監(jiān)制：中國(guó)科普博覽
秋天，金黃又璀璨的季節(jié)，神州大地充斥著收獲的喜悅，豐收的種質(zhì)是當(dāng)年辛勞的碩果，也是來(lái)年播種的希望。
正所謂“稻花香里說(shuō)豐年，聽(tīng)取蛙聲一片”。對(duì)作物來(lái)說(shuō)如此，對(duì)病原菌來(lái)說(shuō)亦是如此。豐碩的果實(shí)采摘過(guò)后，余下的都是枯枝敗葉，這讓大量的活體寄生病原物失去了營(yíng)養(yǎng)供給，無(wú)法生存。
聰明的微生物也要保證自己能夠傳宗接代，繁衍生息。為此，作物秋收的季節(jié)往往也是病原物大量繁殖肆虐的季節(jié)。
病蟲(chóng)害：作物生長(zhǎng)與收獲的巨大威脅
作物生育的一生從種子萌發(fā)破土而出，到長(zhǎng)出綠葉并結(jié)出累累果實(shí)，這過(guò)程中無(wú)不面臨著病原微生物的威脅。
作物根部、葉部、果實(shí)會(huì)遭受不同病原物的侵染而導(dǎo)致植物不同程度的損傷。不僅如此，當(dāng)雨水豐盈、溫濕度適宜時(shí)，病原物往往更加猖狂。因此，陰雨連綿的秋天一直是農(nóng)民伯伯們高興但又擔(dān)憂的季節(jié)。
植物各器官均可能遭受病原物入侵
（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[1]）
2023年7月份，“杜蘇芮”臺(tái)風(fēng)的爆發(fā)就沖擊了我國(guó)安徽、河南等黃淮海地區(qū)的主要糧食產(chǎn)區(qū)，造成了玉米、大豆等主糧作物受到大量破壞，植物葉片和果實(shí)均受到創(chuàng)傷。
為防止災(zāi)后病蟲(chóng)害的大肆爆發(fā)，國(guó)家農(nóng)業(yè)農(nóng)村部專(zhuān)門(mén)出臺(tái)了災(zāi)后相關(guān)預(yù)防政策，以防作物減產(chǎn)，減少經(jīng)濟(jì)損失。
可以見(jiàn)得，病蟲(chóng)害的發(fā)生對(duì)作物生產(chǎn)與收獲有著巨大的潛在隱患。
植物都會(huì)生哪些?。?/strong>
那么秋收時(shí)節(jié)，植物到底承受著哪些來(lái)自病原物的威脅呢？
以水稻為例，作為我國(guó)乃至東南亞地區(qū)最為主要的主糧作物，水稻在我國(guó)的種植面積達(dá)4.5億畝，年產(chǎn)量達(dá)2億噸以上，我國(guó)65%以上的人口都以大米為主食。
水稻的全生育期大約為4-5個(gè)月。在這期間，水稻經(jīng)歷了從種子—小秧苗—分蘗—拔節(jié)—孕穗—抽穗—揚(yáng)花乃至最終完熟結(jié)實(shí)的一系列環(huán)節(jié)。
這期間有大量的細(xì)菌、真菌、病毒病害的發(fā)生，例如水稻白葉枯病、水稻條紋葉枯病、水稻紋枯病等等。
水稻條紋葉枯病發(fā)病田塊
（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[2]）
而最為嚴(yán)重，也被稱為水稻癌癥的水稻稻瘟病更是在水稻全生育期均可發(fā)病，并且一旦在結(jié)實(shí)期間大規(guī)模爆發(fā)穗莖瘟和谷粒瘟，就會(huì)讓整片農(nóng)田顆粒無(wú)收。
水稻稻瘟病發(fā)病葉片：葉瘟\谷粒瘟
（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[3]）
稻瘟病是一種典型的植物真菌病害，其最早發(fā)生可追溯至我國(guó)明代宋應(yīng)星于《天工開(kāi)物》中的一段記載：“凡苗吐穡（即抽穗）之后，暮夜鬼火游燒，……凡禾穡葉遇之，立刻焦炎。”
古人不明稻瘟病是何物，將感病植物形象比作被“鬼火”灼燒，而今我們知道，這其實(shí)是稻瘟菌的孢子在其中作祟。
稻瘟菌侵染植物依靠的就是其產(chǎn)生的一個(gè)個(gè)小分生孢子（下圖中（b）小圖所示），它們借助著自然界的微風(fēng)降落，亦或依附于田間穿梭的農(nóng)民伯伯們身上，從而飄落在健康的植物葉片上。
水稻稻瘟病病原物
（圖片來(lái)源：參考文獻(xiàn)[4]）
這些病原微生物通過(guò)環(huán)境造成的傷口或者直接透過(guò)表皮侵入葉片，產(chǎn)生附著胞，形成侵染絲，最終進(jìn)入到植物的內(nèi)部組織完成侵染，通常4-5天即可展現(xiàn)癥狀。
若在水稻日益拔長(zhǎng)，開(kāi)花接穗之時(shí)，稻瘟菌侵染到穗部籽粒，會(huì)對(duì)水稻產(chǎn)量造成毀滅性打擊。
給植物看病，我們?cè)撛趺醋觯?/strong>
針對(duì)發(fā)病如此迅速且危害嚴(yán)重的植物病害，到底怎樣防治才能最為有效？
其實(shí)，防治植物病害就如同醫(yī)生給人類(lèi)看病一般，首先醫(yī)生會(huì)建議患者通過(guò)體育鍛煉增強(qiáng)自己的免疫力。對(duì)植物來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)外源施加肥料增加植物營(yíng)養(yǎng)吸收，從而提高自身免疫，增強(qiáng)對(duì)病原物的抗性。
一旦植物已經(jīng)感染了病菌，便需要對(duì)其進(jìn)行鑒定，判斷是細(xì)菌、真菌還是病毒攻擊導(dǎo)致植物“生病”，利用相應(yīng)的藥物對(duì)癥下藥。
通常情況下，如果是細(xì)菌性病害，我們可以對(duì)植物做一個(gè)橫切，將切面至于水中，如果此時(shí)水里滲透出大量的菌膿物質(zhì)，便可以判斷其遭受了細(xì)菌的攻擊。
而真菌性病害往往會(huì)如稻瘟菌一般產(chǎn)生大量的孢子，可以通過(guò)肉眼很明顯地判斷出真菌的存在。
病毒性病害是最難確認(rèn)的一種，因?yàn)樗鸬闹参锇l(fā)病癥狀會(huì)和一些非侵染性的病害（植物缺素、高溫脅迫等）相似，對(duì)其鑒定往往需要借助一些分子生物學(xué)的手段，在實(shí)驗(yàn)室條件下確認(rèn)。
由于植物病毒通常是活體寄生，有80%以上都由媒介昆蟲(chóng)進(jìn)行傳播，它們聰明地利用了昆蟲(chóng)介體的取食過(guò)程，隨著昆蟲(chóng)唾液一同進(jìn)入健康植物體內(nèi)從而完成侵染。
病毒感染植物后往往會(huì)改變其體外釋放的化合物種類(lèi)，降低其體內(nèi)抗蟲(chóng)物質(zhì)的產(chǎn)生，從而幫助昆蟲(chóng)取食，可謂是**“雙商俱佳”**的表現(xiàn)。
因此，如若一些疑似發(fā)病的植物上存在著很多能夠傳播病毒的昆蟲(chóng)，也能夠幫助輔助判斷病毒病的存在。
昆蟲(chóng)傳播植物病害
（圖片來(lái)源：作者）
第三，對(duì)癥下藥。對(duì)細(xì)菌性和真菌性的病害，往往需要佐以合適的農(nóng)藥以適當(dāng)?shù)膭┝窟M(jìn)行噴施，就能有效減緩病害毀滅性爆發(fā)，避免大幅減產(chǎn)。而對(duì)于病毒病害，目前沒(méi)有有效的特效藥進(jìn)行清除，只能通過(guò)控制病毒的媒介昆蟲(chóng)傳播來(lái)防治病毒病害的大規(guī)模爆發(fā)。
當(dāng)然，農(nóng)藥的使用往往給人們帶來(lái)了大量擔(dān)憂，過(guò)度地依賴和使用農(nóng)藥對(duì)環(huán)境及人類(lèi)自身健康有著較大的威脅。
因此，科學(xué)家們也在不斷探索和創(chuàng)新防治病害的新型綠色方法。
中國(guó)科學(xué)院院微生物所葉健課題組于2023年6月30日發(fā)表了有關(guān)病害防治的成果，他們發(fā)現(xiàn)利用近紅外光（NIR）照射植物之后就能夠增強(qiáng)植物對(duì)于病毒病的抗性，提高植物的免疫反應(yīng)，創(chuàng)造性地提出利用光療法來(lái)進(jìn)行病毒病害的綠色防控，為植物病毒防控的物理學(xué)工具箱增添綠色法寶。
結(jié)語(yǔ)
植物與微生物的“愛(ài)恨糾葛”從古一直延續(xù)至今，二者都為了彼此的生存而做著源源不斷的努力和進(jìn)化。
作為人類(lèi)，我們往往希望植物能在斗爭(zhēng)中占據(jù)“上風(fēng)”，但別忘了，小小的微生物也具有著極高的“智商”，隨時(shí)準(zhǔn)備迎接新的挑戰(zhàn)。
我們?cè)谙硎茇S收喜悅的同時(shí)，也不能掉以輕心，謹(jǐn)防病害在秋收中蔓延。
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