摘要：小麦茎基腐病（Crown Rot, CR）是由多种镰刀菌（Fusarium spp.）引起的一种毁灭性土传病害。该病害在全球各小麦产区普遍发生，尤其在干旱和半干旱地区尤为严重，在感病品种上可导致超过50%的产量损失。病原菌主要侵染小麦的茎基部和根系，破坏植株输
小麦茎基腐病（Crown Rot, CR）是由多种镰刀菌（Fusarium spp.）引起的一种毁灭性土传病害。该病害在全球各小麦产区普遍发生，尤其在干旱和半干旱地区尤为严重，在感病品种上可导致超过50%的产量损失。病原菌主要侵染小麦的茎基部和根系，破坏植株输导组织，导致水分和养分运输受阻，最终在灌浆期形成典型的“白穗”症状。近年来，随着保护性耕作模式（如秸秆还田）的推广和全球气候变暖，小麦茎基腐病在我国黄淮海等主产区的发生和流行呈加剧趋势，严重威胁我国小麦生产安全。由于病原菌在土壤和秸秆中长期存活，且缺乏免疫或高抗的种质资源，该病的防治极为困难。因此，系统梳理和总结茎基腐病的研究进展，对制定有效的综合防控策略至关重要。
近日，西北农林科技大学的康振生院士和郭军教授团队在国际期刊《Stress Biology》上发表了题为“Crown rot in wheat: pathogen biology, host responses, and management strategies”的综述论文。该文系统总结了当前全球范围内关于小麦茎基腐病的研究进展，从病原生物学、寄主与病原菌的互作机制、小麦抗性遗传基础以及综合防治策略等多个维度，全面描绘了该领域的研究现状，并对未来的研究方向和防控策略进行了展望。
主要内容介绍1. 病原生物学：揭开“敌人”的神秘面纱 小麦茎基腐病的病原菌种类复杂，主要包括假禾谷镰刀菌（Fusarium pseudograminearum）、黄色镰刀菌（F. culmorum）和禾谷镰刀菌（F. graminearum）等。这些菌种的地理分布与气候条件密切相关，例如假禾谷镰刀菌偏好温暖干旱的环境，而黄色镰刀菌则更适应冷凉湿润的地区。值得关注的是，近年来假禾谷镰刀菌已取代其他种类，成为我国小麦主产区茎基腐病的主要优势致病菌。
文章详细阐述了病原菌的感染过程：病菌首先在土壤或作物残体中形成菌丝或厚垣孢子等结构，作为初侵染源。条件适宜时，菌丝从幼苗的根茎基部侵入，并在寄主组织中扩展，最终定殖于维管束系统。这种侵入会严重破坏木质部导管，阻碍水分和养分的正常运输，导致植株在需水高峰期（灌浆期）出现干枯和“白穗”，从而影响小麦产量。
此外，病原菌在致病过程中会产生多种真菌毒素，特别是脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）和雪腐镰刀菌烯醇（NIV）等单端孢霉烯族毒素。这些毒素不仅抑制植物细胞的蛋白质合成、破坏寄主防卫反应，还会污染茎秆和籽粒，对人畜健康构成严重威胁。研究还揭示了病原菌中存在多种与毒力相关的基因，如负责降解植物防御性代谢物苯并噁唑啉酮类物质（BOA）的基因簇，以及新近发现的效应蛋白Fp00392、FpCDP1等，这些都为病原菌的成功侵染提供了“武器”。
2. 寄主免疫反应：解析小麦的“防卫体系” 小麦对茎基腐病的抗性是一种由多基因控制的数量性状，表现为部分抗性。文章系统梳理了全球研究者在抗性遗传方面的发现。目前，已在小麦和相关作物（如大麦）中定位到超过128个与茎基腐病抗性相关的数量性状位点（QTL）。其中，小麦的3B和4B染色体是抗性QTLs富集的主要区域。CSCR6、2-49等一批关键抗性种质已被广泛应用于抗病育种。特别值得一提的是，从长穗偃麦草中克隆的Fhb7基因不仅对小麦赤霉病具有抗性，也被证实能显著提高小麦对茎基腐病的抗性，为通过远缘杂交进行小麦抗病改良提供了宝贵的基因资源。
随着多组学技术的发展，我们对小麦抗病分子机制的理解日益深入。研究表明，小麦抗茎基腐的抗病过程涉及一套复杂而精准的调控网络：
病原识别与信号转导：植物细胞膜上的受体样激酶（RLKs）如TaCRK-7A、TaRLK-6A等，可能通过识别病原菌相关分子模式（PAMPs），并激活下游的免疫信号通路。激素信号调控：植物激素在抗病反应中发挥核心调控作用。茉莉酸（JA）信号通路被证实是抵御茎基腐病的关键正向调控因子，而细胞分裂素（CTKs）则可能抑制植物的防御能力。转录调控与防卫反应： TaWRKY24等转录因子在感知到免疫相关信号后，被激活并调控大量防卫相关基因的表达。这些基因编码的产物包括催化酶（如TaCAT2，用于清除活性氧）和合成防御性次生代谢物（如色胺和褪黑素）的关键酶类，正向调控小麦对茎基腐病的抗性3. 综合防控策略：构建多层次“防护网” 由于缺乏高抗品种，当前对小麦茎基腐病的防治依赖于综合管理策略。该综述总结了三种主要的防控途径：
农业耕作措施：通过深耕、与非寄主作物（如油菜、苜蓿）轮作等方式，可以有效降低土壤中的病原菌数量。合理的田间管理，如平衡施肥（特别是补充锌元素），也能增强植株自身的抗病能力。化学防治：杀菌剂种子处理是目前预防茎基腐病最直接有效的方法之一。多种药剂如唑菌胺酯、吡唑醚菌酯和戊唑醇等已被证明具有良好的防效。同时，纳米技术等新兴科技为开发高效、环保的新型农药提供了新思路。生物防治：利用有益微生物来抑制病原菌是一种环境友好且可持续的防治策略。研究人员已筛选出多种具有生防潜力的细菌（如芽孢杆菌属、假单胞菌属）和真菌（如木霉菌、球毛壳菌）。这些微生物 对促进植物生长、抑制假禾谷镰孢菌生长、诱导系统抗性等方面表现出良好效果。小麦茎基腐病是一种复杂的、由多因素驱动的病害，对其进行有效控制需要一个多学科、多层次的综合解决方案。本综述系统地总结了从病原菌的生物学特性到寄主的防御机制，再到田间综合防控策略的最新研究进展。尽管目前的研究已取得显著的进展，但仍面临诸多挑战。
未来，研究应重点关注以下几个方向：
深入解析互作机制： 鉴定并验证更多的病原菌特异性分泌蛋白，阐明其如何操纵寄主细胞以促进侵染；同时，探索寄主如何识别病原激发子并激活免疫相关信号通路。挖掘和利用新基因： 从广泛的种质资源库，特别是小麦的野生近缘种中，发掘新的、更强的抗性基因，并利用现代生物技术如基因编辑（CRISPR-Cas9）对已知感病基因进行精准改良，培育持久抗病品种。整合多组学数据：结合基因组、转录组、蛋白质组和代谢组学数据，构建全面的小麦-镰刀菌互作调控网络，为精准育种提供理论指导。发展绿色防控技术：优化生防菌株的田间应用技术，提高其稳定性和有效性，并将其与抗病品种、健康栽培措施相结合，建立真正可持续的病害综合治理体系。来源：中国农药工业协会