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在生态环保和病原菌抗药性问题凸显的当下,为寻找控制作物真菌病害的有效替代方法,研究人员开展了 UV-C 处理对多种真菌(如 Fusarium culmorum、Alternaria spp. 等)生长影响的研究。结果显示其对孢子萌发抑制效果更佳,该研究为农业病害防控提供新方向。
在农业生产的大舞台上,真菌病害就像一群顽固的 “捣乱分子”,不断侵蚀着农作物的健康,导致产量下降、品质降低,给农民带来了巨大的经济损失。传统的合成杀菌剂虽然能在一定程度上对抗这些病害,但随着生态环保意识的增强以及病原菌抗药性的不断发展,寻找新的绿色、有效的植物保护方法迫在眉睫。在这样的背景下,UV-C 辐射作为一种具有消毒作用的高能辐射,进入了研究人员的视野,它能否成为对抗植物真菌病害的 “秘密武器” 呢?来自德国勃兰登堡新波美拉尼亚应用科学大学(University of Applied Sciences Neubrandenburg)和罗斯托克大学(University of Rostock)的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在《European Journal of Plant Pathology》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,针对不同真菌(Fusarium culmorum、Alternaria spp.、Botrytis cinerea、Sclerotinia sclerotiorum 和 Trichoderma asperellum),分别对其菌丝体和孢子进行培养。然后,使用不同剂量(0.015 - 1.57 kJ/m2)的 UV-C 对培养的真菌进行处理。通过测量菌丝体直径、统计孢子产生数量和萌发情况,来评估 UV-C 处理的效果。同时,运用多种统计分析方法,如使用 R 程序中的多个软件包进行回归分析等,对实验数据进行处理。
研究结果主要分为两部分:
- UV-C 处理菌丝体及其对后续生长参数的影响:UV-C 处理显著抑制了所有真菌的菌丝体生长,但不同真菌的反应有所差异。Fusarium culmorum 的菌丝体对 UV-C 最为敏感,在 UV-C 剂量为0.785 kJ/m2时,其菌丝体生长最大降幅可达 -72%。不过,UV-C 处理并未完全阻止任何一种真菌的菌丝体生长,且处理后真菌菌丝体有恢复生长的趋势。在孢子产生方面,Fusarium culmorum 在 UV-C 处理后,当剂量超过0.1583 kJ/m2时,孢子产量增加,但其孢子萌发率与未处理的相当。而 UV-C 处理对 Sclerotinia sclerotiorum 的菌核产生和菌核重量没有显著影响,对 Alternaria spp.、Trichoderma asperellum 和 Botrytis cinerea 的孢子产生也无明显作用。
- UV-C 处理孢子及其对萌发的影响:UV-C 处理显著影响了所有真菌的孢子萌发,且随着剂量增加,孢子萌发率降低。不同真菌的孢子对 UV-C 的敏感性差异较大,Trichoderma asperellum 的孢子最为敏感,在较低的 UV-C 剂量下(大于0.13 kJ/m2)就不再萌发;而 Botrytis cinerea 的孢子相对最具抗性。此外,处理与测量之间的时间间隔越长,孢子萌发率越高。
研究结论和讨论部分指出,不同真菌种类及其发育阶段对 UV-C 处理的反应不同。UV-C 处理菌丝体对菌丝体生长的抑制效果有限,且真菌恢复较快,因此该方法在菌丝体已定植的情况下,不太适合用于保护作物免受病原菌侵害。然而,UV-C 处理孢子在临近感染时较为有效,能显著抑制孢子萌发。这表明,在农业中使用 UV-C 辐射作为作物保护措施时,了解感染事件并在最佳时间应用 UV-C 至关重要,同时还需研究不同病原菌的适用剂量,以及确保植物能耐受 UV-C 辐射而不受负面影响。这项研究为后续开展田间试验提供了理论支持,有助于进一步探索 UV-C 在农业病害防控中的实际应用潜力,为实现绿色、可持续的农业生产提供了新的思路和方向。