在农业世界里,许多作物面临来自病原体的威胁,特别是来自Phytophthora这个跨越性别的水霉菌属。这些植物的死亡者不仅对农业市场造成了经济损失,还对各种自然生态系统造成了影响。之所以让这个生物格外引人注目的是其不断扩展的物种数量以及难以控制的致病性。由海因里希·安东·德·巴里于1875年首次描述的Phytophthora,如今已知有210种,而估计尚有100至500种未被发现。
Phytophthora的致病性极为广泛,其中大多数属于双子叶植物的寄生虫,且相对于宿主具有较高的特异性。最具代表性的物种,如P. infestans,造成了爱尔兰大饥荒的马铃薯腐烂。而P. sojae则长期以来对农业产业造成损失,在大豆的根和茎上造成腐烂。这些病害的控制通常相当困难,化学控制方法有限,因此培育抗病品种成为主要管理策略。
“许多属于Phytophthora的病害是难以用化学物质控制的,因此导入抗性品种成为管理的主要策略。”
除了以上提到的物种,还有一些其他影响重大的Phytophthora疾病。例如,P. cinnamomi造成的肉桂根腐烂影响许多森林及果树,甚至是一些观赏植物。此外,最近在康乃狄克州的研究中,科学家偶然发现了一种新物种P. abietivora,这显示出还有许多未知的物种等待发现。
Phytophthora的繁殖方式相当多样,既可性繁殖也可无性繁殖。对许多物种而言,性结构未曾被观察到,或仅在实验室交配中观察到。在同配种的物种中,性结构可在单一培养中发生,而异配种物种则有A1和A2的交配株。交配后,合子会形成卵囊,进而形成囊孢子。
“Phytophthora的无性繁殖方式包括囊孢子形成和产生游动孢子,这使得其具有极高的扩散能力。”
虽然Phytophthora有时被称为真菌类似物种,但它实际上属于一个不同的系统分类群:SAR超群,与植物的关联性更密切。此现象是趋同演化的好例子,虽然在形态上与真菌相似,但其进化历史却完全不同。真菌的细胞壁主要由几丁质构成,而Phytophthora的细胞壁则主要由纤维素构成。
此外,这两类生物的染色体数量和遗传特征也有所不同。 Phytophthora在生长的非生殖阶段通常为二倍体,而真菌则几乎总是为单倍体。这表明它们在生物学和生态学上有着根本的差异。
随着科学家的研究不断深入,Phytophthora的研究也触及了生态系统的各个层面。独立的专业小组致力于提高植物的抗性,寻找新的防治措施,以及更深入了解其演化路径与生态影响。
作为植物生物学的重要研究对象,Phytophthora不断挑战着科学家的理解与应对能力。随着这些神秘生物的研究深入,我们真的能将它们从生态系统中完全消除吗?