對於全球數億依賴稻米為主食的人來說,Magnaporthe grisea(稻瘟病菌)的存在如同一個潛在的噩夢。這種植物病原真菌每年造成的經濟損失達數十億美元,足以養活超過6000萬人。據估計,此病菌的影響已遍及85個國家,並成為全球最具破壞性的植物病原體之一。
這種病原體不僅損害稻米,還能感染小麥、大麥、黑麥和珍珠黍等其他重要的農作物。
M. grisea是一種子囊菌,能有效地通過無性和有性繁殖來產生特化的感染結構。這些結構名為“附著器”,能深入植物的空氣組織,而菌絲則可影響根部組織。稻瘟病的初期症狀包括白色或灰綠色的病斑,隨著病情加重,病斑變得更大且呈現橢圓形或紡錘形。
部分稻米品系如M-201特別易受感染,可導致整片葉子死亡,進而影響整個的生產力。
M. grisea的感染過程可以追溯到其作為孢子的階段,生成的病斑能在短短三到四天內出現。且在良好條件下,病害循環可在一週內完成,這樣的生長速度使得病原體對農作物造成了巨大的威脅。
其附著器具有極高的內部壓力,能夠深入植物的表皮,達到極其驚人的穿透力。這一過程的高效率稱為“高膨壓”現象,使得病原體能迅速在植物組織中擴散。
稻瘟病主要滋生於濕潤和潮濕的環境,喜歡溫暖的氣候條件。在持續的濕潤環境中,病原體能夠更快地繁殖,大大增加感染的機會。
過量的氮肥使用和干旱壓力會使稻米變得更加脆弱,從而增加感染的風險。
此次疾患自1996年起已傳入美國,各地都在努力發現和對抗這種病原體。2016年,在孟加拉國發生了嚴重的小麥爆發,研究表明此次疫情與巴西的M. grisea系統有關。
這一發現促使各國建立早期預警系統,以應對潛在的農業危機。
儘管存在一些化學防治措施,但M. grisea已經顯示出對這些藥劑的抗藥性。因此,專家建議實施綜合管理,結合不同的控制方法,包括採用抵抗品種及適當的灌溉計劃。
許多國家也開始研發生物防治方法,如以小RNA和短肽為基礎的創新性農藥,這些都表明了科研社群正致力於找到對抗M. grisea的有效手段。
稻瘟病影響了全球的糧食安全,由於稻米是許多國家的主食之一,其破壞的影響相當深遠。即便是對一些抵抗品種,這種病害在不同地區依然存在,並未被根除。
在未來,如何有效應對M. grisea以及保障全球糧食安全仍是個重大挑戰。
隨著氣候變遷和農業實踐的變化,稻瘟病的威脅可能會持續加劇。人類應該怎樣才能找到最有效的解決方案,以應對這種迅速蔓延的病害呢?