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小麦白锈病显微镜

2024-07-15 投稿人 : 懂农资网 围观 : 5709 次
小麦白锈病显微镜

小麦白锈病是一种常见的小麦病害,其病原菌为白锈菌。该病害在小麦的生长过程中会对小麦叶片造成损害,严重时会导致小麦产量大幅下降。对于小麦白锈病的防治十分重要。

一、小麦白锈病的病害特征

小麦白锈病的病害特征主要表现为:

  • 小麦叶片上会出现圆形或卵圆形的白色斑点;
  • 白斑逐渐扩大,形成白色粉状物;
  • 白锈菌侵入叶肉内部,使叶片变薄、变黄;
  • 感染严重时,小麦叶片会出现焦枯、卷曲、裂口等症状。

二、小麦白锈病的防治方法

针对小麦白锈病,我们可以采取以下防治方法:

  • 选用耐病品种:在种植小麦时,应尽可能选用耐病品种,以减少小麦白锈病的发生率。
  • 保持田间卫生:及时清除田间杂草,减少病菌滋生的机会。
  • 合理施肥:合理施肥可以提高小麦的抗病能力,从而减少病害的发生。
  • 农药防治:在病害初期,可以使用合适的农药进行防治。

三、小麦白锈病显微镜图片

以下是小麦白锈病显微镜图片,可以看到白锈菌在小麦叶片上的形态特征。

四、小麦白锈病相关问题


1.小麦白锈病的病原菌是什么?

小麦白锈病的病原菌是白锈菌。

2.小麦白锈病的发病期是什么时候?

小麦白锈病主要在小麦生长初期发病,一般在小麦拔节期至灌浆期之间发病。

3.如何判断小麦是否感染了白锈病?

可以通过观察小麦叶片上是否出现白色斑点和白色粉状物,以及叶片是否变黄、变薄等症状来判断小麦是否感染了白锈病。

4.小麦白锈病的防治措施有哪些?

小麦白锈病的防治措施包括选用耐病品种、保持田间卫生、合理施肥、农药防治等。

5.小麦白锈病对小麦产量的影响有多大?

小麦白锈病严重时会导致小麦产量大幅下降,因此对于小麦白锈病的防治非常重要。

相关拓展:

问:什么是大胞囊?

macrocyst

集胞菌有性阶段的一种厚壁巨型细胞。

生活史

粘菌的生活史分为4种类型:

原柄菌型

菌体简单,孢子萌发后形成一个单核或多核变形体细胞或网状原质团,原生质集中成***状,中间生成半球状柄原体,分泌柄管,顶端分泌外壁生成孢子,有性生殖尚未发现,例如卵孢线柄菌(Nematosteliaovatum)。

集孢菌型

有两种类型:一种是单倍体无性的生活史,孢子萌发释放一个***露的粘变形体,以有丝分裂方式繁殖形成大的单倍体群体,并向中心集合成为假原质团,最后形成孢团果;另一种是具有性生殖及双倍体阶段,在变形体集合中细胞群中心出现巨形细胞,吞并周围粘变形体,分泌多层厚壁,形成大胞囊,大胞囊发育过程中经过核配、减数分裂、有丝分裂再萌发释放粘变形体。例如盘基网柄菌(Dictyosteliumdis-coideum)(图1)。

真粘菌型

孢子萌发释放1~4个(或多个)粘变形体或游动细春山胞(两者可互相转变),成对交配形成合子,经有丝分尺森晌裂形成具多核的双倍体原质体,成熟时转变成一个或多个子实体。绝大多数内生孢子粘菌的生活史属于此类型,例如多头绒泡菌(Physarumpolycepha-lum)(图2)。

图2典型的粘菌生活史

1.成熟的单倍体孢子;2.萌发的孢子;3.粘变形体3①、游动胞;4.粘变形体配合4①、游动胞配合;5.幼接合子;6.幼原质体;7.成熟的原质体;8.菌核;9.子实体产生——孢囊的初期;10.减数分裂前的幼孢囊;11.减数分裂后的成熟孢囊根肿菌型

休眠孢子在土壤中萌发产生游动孢子,游动孢子转化为变形体,遇寄主植物游动孢子鞭毛收缩产生纤薄的细胞壁,原生质体侵入寄主细胞内;或以休眠孢子直接与寄主根毛接触后侵入。原生质体在寄主细胞内发育为多核的变形体及原质团(又称产孢囊原质团),无性繁殖以裂殖或芽殖方式进行,成熟时原质团分割为单核圆形小块,经核分裂形成夏孢子囊,其内含物再分割为4或8块,每一小块发育为圆形或梨形,释放具长短不一的双鞭游动孢子。有性生殖过程是:两个或多个游动孢子配合形成合子,侵入寄主细胞,尔后核配,产生多核二倍体的原质团(又称产休眠孢囊原质团),经减数分裂形成休眠孢子。例如十字花科根肿菌(Plasmodi-ophorabrassicae)(图3、图4)。

分类

英国霍克斯沃思(DavidL.Hawksworth)1983年在《真菌辞典(Ainsworth&Bisby'sDiction-aryoftheFungi)第7版中将粘菌列入菌物界与真菌门并列,分为7纲。

原柄菌纲

Protosteliomycetes

子实体很小,有柄,每柄生一至数个孢子,无孢囊壁。营养体为变形体、变形体鞭毛胞或多核网状原质体;变形体鞭毛胞通常有长短不一或等长的两根鞭毛,偶有多根鞭毛;原质体中的原生质无节律性往返流动。有性阶段未发现。全世界已知1目、2科、11属、约21种,中国未见正式报道。未发现与植物病害有关。

鹅绒菌纲

Ceratiomyxomycetes

子实体为小丛树枝状、简单柱状、蜂窝状、羊肚菌状或较铺展,表面有许多小梗,梗上外生单个孢子,基质层不明显,孢子萌发后形成“线状体”,经过四胞期、八胞期产生有鞭毛的配子,成对交配形成接合子,然后发育为原质团,再由原质团发育为子实体。全世界已知1目、1科、1属、3种,中国已报道1种。

图3十字花科根肿菌(Plasmodiophorabrassicae)的无性发育史

1.一个萌发的休眠孢子正在散发出游动孢子;2.具有两根长度不等鞭毛的游动孢子;3.留在田芥菜(SinapsisarvenisL.)根毛上的空游动孢子的细胞壁;根毛内部有一个侵入的原生质体;4.在形成层中通过细胞壁蠕动的变形体;5.根毛中部分的多核变形体;6.变形体割裂后产生的一个单核的变形体,它将进一步发育成一个夏孢子囊;7~8.夏孢子囊的各个发育时期;9.包含有四个***露原生质球的未成熟的夏孢子囊,这些原生质团割裂变圆成游动孢子;10.大的已经分割了的变形体,每一割裂部分形成了壁膜

图4十字花科根陵锋肿菌(Plasmodiophorabrassicae)的有性发育史

1.减数分裂后释出多液胞的(原来是二倍体的)变形体;2.变形体的分割开始;3.裂殖子体中核的分裂;4~5.未成熟休眠孢子发育变圆;6.未成熟的休眠孢子;7.寄主细胞内几乎为休眠孢子所充满网柄菌纲

Dictyosteliomycetes

营养体小,为具线状假足的粘变形体,集合形成假原质团,在集合过程中粘变形体形成向心群流,子实体纤细,为孢团果,孢子团与柄区分明显,细胞核具二个或多个边位核仁;某些种具有性生殖过程。已报道1目、2科、6属、23种,中国报道5种,尚未发现与植物病害有关。

集胞菌纲

Acrasiomycetes

营养体小,为具瓣片状假足的粘变形体,集合形成假原质团,集合中粘变形体不形成群流,子实体纤细,为孢团果,多无柄,有柄的则孢子团与柄的区分不明显或明显,细胞核具单个中位核仁,有性生殖尚未发现。全世界共1目、4科、6属、13种,中国尚无正式记载。未发现与植物病害有关。

网粘菌纲

Labyrinthulomycetes

又称水生粘菌,分布海水、淡水或陆地,寄生或腐生,营养体多数由纺锤形细胞聚合成网状,在分泌的粘液形成的管中滑行,外形似粘菌的变形体,常称网原质团,但与粘菌的原质团不同,游动细胞侧生二根鞭毛,其一为茸鞭。无子实体,有性生殖尚未发现。分类地位有争议。全世界已报道1目、2科、9属、21种,中国尚无报道。其中网粘菌属可为害大叶藻。

粘菌纲

Myxomycetes

营养体为多核非细胞结构的原质团,能变形、移动、摄食,独立生活。子实体为孢子内生的孢子器,如孢囊、原质果、复囊体、假复囊体等。孢子萌发产生一至数个粘变形体或双鞭毛的游动细胞,成对交配后形成接合子,大多同宗配合,亦有异宗配合和无配合,接合子生长,并连续同步有丝分裂转变成原质团,原质团成熟后转变为子实体,孢子形成前进行减数分裂。多分布温带林中阴凉潮湿处的朽木、枯叶或含水分多的有机物上,少数分布广阔地的种可爬到植株上,使苗床、蘑菇栽培遭受一定损失。全世界已知6目、71属、约500种以上,中国已报道230多种。

刺轴菌目

Echinosteliales

孢子堆淡色或褐色,孢囊微小,有囊轴,囊被早期消失。分2科、3属、17种。

拟刺轴菌目

Echinosteliopsidales

形态与刺轴菌相似,但无游动细胞阶段,具多个边位核仁。有1科、2属、2种。

无丝菌目

Liceales

无孢丝,但复囊体和假复囊体中有假孢丝。分为3科、9属、77种。

团毛菌目

Trichiales

孢子堆鲜色,无囊轴,有囊被。分为2科、14属、74种。

发网菌目

Stemonitales

绒泡菌目

Phasarales

孢子堆暗色,囊被和孢丝有石灰质。分为2科、18属、200多种,与植物病害有关的是绒泡菌属。该属子实体为孢囊或原质果,囊被单层或双层,有石灰质。柄一般中空,半透明,有时充满石灰质或暗色物质,有的仅表面有石灰质。孢丝网体由细管连接石灰结组成,连着囊被和囊基。囊被、孢丝和柄的石灰质为不定形颗粒,少数亚结晶状。孢子成堆时黑色或暗褐色,在显微镜下呈堇紫色或堇紫褐色。是粘菌纲中最大的一个属,已知100余种,其中扁绒泡菌(P.compressumAlb.etschw.)和灰绒泡菌[P.cinereum(Batsch)Pers.]常为害草莓、甘薯、人参等幼苗,有时大片植株受害,危及城市草坪。另一常见种多头绒泡菌(P.polycephalumSchw.)可人工培养,是细胞生物学研究的理想材料。

根肿菌纲

Plasmodiophoromycetes

营养体是单倍体的产孢囊原质团和二倍体的产休眠孢囊原质团,后者比前者出现晚。产孢囊原质团形成薄壁的游动孢子囊,萌发产生4或8个游动孢子,起配子作用。产休眠孢囊原质团形成休眠孢子囊,萌发产生一个游动孢子。游动孢子顶生长短不等的两根尾鞭。原质团的细胞核通常经有丝分裂或“十”字形分裂。“十”字形分裂时形成纺锤体,染色体在纺锤体上排列成不明显的环,围绕伸长的核仁,从侧面看很像“十”字,因此得名(在变形虫中有类似的分裂)。有性生殖由同形游动配子接合形成合子,萌发成无壁的原质团,成熟时原质团形成休眠孢子囊。通常认为在休眠孢子形成前发生减数分裂。孢子的细胞壁多数为甲壳质,有的是纤维素。根肿菌都是细胞内的专性寄生菌,寄生高等植物根部、水生真菌和藻类植物,如根肿菌、粉痂菌寄生高等植物,层盘菌属寄生轮藻,伏鲁宁属寄生轮藻和水霉目真菌上。本纲仅有一个根肿菌目,含1科、16属、45种,中国已报道的有7种。

粉痂菌属

休眠孢子堆在寄主细胞内结成海绵状孢子球。休眠孢子萌发产生一个双鞭毛长短不等的游动孢子。游动孢子萌发产生原质团或游动孢子囊。寄生植物根或块茎,形成疮痂等畸形症状。已报道3种,常见的是引起马铃薯粉痂病的粉痂菌。

球壶菌属

休眠孢子堆为中空的球体或椭圆体,其形态、大小变异很大,一个寄主细胞内可存活一至数个休眠孢子堆。休眠孢子萌发产生一个具双鞭毛长短不等的游动孢子。薄壁孢子囊体型小,易消逝。一个寄主细胞内有一至数块大小不一的原质团,原质团分裂或不分裂,产生单个休眠孢子堆。已报道二种,其中婆婆纳球壶菌寄生婆婆纳属植物的根、茎、花梗和叶片主脉内,形成瘿瘤。

多粘霉属

休眠孢子堆不规则的分布在寄主根部表皮细胞内,孢子囊具长颈,休眠孢子囊和薄壁孢子囊产生的游动孢子双鞭毛长短不等。有性生殖不详。已报道二种,不引起寄主细胞畸形膨大,是植物病毒病的传毒媒介。多粘霉菌是小麦土传花叶病和梭条花叶病的传毒媒介;甜菜多粘霉菌是甜菜坏死黄脉病毒的传播媒介,与甜菜丛根病的寄生有关。

根肿菌属

休眠孢子不联合成堆,而游离分散于寄主细胞内,萌发产生一个游动孢子,侵入寄主形成小型原质团。小型原质团形成薄壁孢子囊,产生游动配子,两两接合后形成合子。合子萌发产生大型原质团,成熟后分割成休眠孢子。休眠孢子随寄主组织崩解落入土壤中,可存活多年,导致的植物病害很难根除。已报道6种,最常见的是引起十字花科植物根肿病的芸薹根肿菌,为害寄主根部,形成***。

参考书目

Martin,G.W.,Alexopoulos,C.J.,M.L.,Farr,,TheGeneraofMyxomycetes,1983,Univ.Iowapress,IowaCity.

Olive,L.S.,TheMycetozoans,1975,AcademicPress,NewYork.

纽带线虫属(Hoplolairnus)

Hoplolairnus

王明祖

垫刃线虫目,纽带线虫总科,纽带线虫科、纽带线虫亚科。已知10种左右。为重要的植物内、外寄生性线虫。分布广泛,侵害植物根部,取食于根表皮、皮层及韧皮部组织内,产卵于根际土壤和根组织内。外寄生生活时,在根表自由移动取食,内寄生生活时,在皮层下纵向栖身取食,造成部分细胞分裂异常,形成木栓组织,细胞核增大,根表发黑腐烂。

雌雄虫同形,蠕虫状。虫体大型(体长1~2毫米)。杀死后直伸。侧带区内具4条刻线,通常在外带形成网格。唇区显著缢缩,具明显的唇环和纵纹,唇基环被纵纹分割成许多小方块。头骨架角质化很强,常呈微***。口针大型,长于30微米,基部球后端圆,前端呈齿状,形似待开的郁金香花,具有前伸的齿突1~3个。背食道腺开口于基部球后方四分之一或小于四分之一口针长处。排泄孔在半月体和贲门的后方。食道腺覆盖肠前端的背面和侧面。雌虫双卵巢,直,受精囊明显。尾感器大,盾状,一个位于阴门前方,另一个位于阴门后方(HoplolaimuscalifornicusSher例外)。雌虫尾半圆形,末端圆,具有环纹,其长度短于***门处体宽。雄虫交合刺大,稍呈圆筒形,交合伞包致尾末端。引带大,能伸缩。该属雄虫普遍,雌雄数量几乎相等。

该属线虫主要寄主有大豆、棉花、甘蔗、玉米、牧草、果树、花卉及松树苗。重要种是帽状纽带线虫,在美国东南部和南卡罗来纳州,常与尖孢镰孢菌形成复合侵染,造成桃树烂根,严重影响桃树生长。甘蔗受害后引起根腐病。另外,它还是玉米、三叶草、苜蓿、松树苗、禾谷类作物和多种牧草的寄生线虫。垫刃型纽带线虫,是黑麦草和野茅草的重要病原线虫,受害的草分别减产30%~35%和40%~50%。大针纽带线虫为害大豆、玉米及棉花。拟粗壮纽带线虫,为害香蕉和牧草。

农业防治

culturecontrol

徐雍皋

利用和改进耕作栽培技术,控制植物病害发生和发展的方法。农业防治是一项经济、有效、安全的防治技术,对一些采用其他防治措施难于防治的病害,用农业措施能得到有效控制。农业防治主要有以下措施:①种植抗(耐)病品种。利用品种防病是最经济、有效、安全的农业技术(见抗病品种应用)。②切断病原生活史链,铲除或不种植越冬(夏)寄主、转株寄主、中间寄主,切断病菌的生活史链。如梨锈菌完成生活史需要转株寄主桧柏,梨产区周围不种植或砍除桧柏,梨锈病可以得到控制。③建立无病留种田。许多病毒通过营养繁殖器官传布,采用茎尖分离等脱毒技术,繁殖无病毒种苗,建立无病毒种苗基地,可以控制种苗传布的病毒病害发生。④轮作。长期连作,土壤中积累大量病菌,土传病害发生严重;轮作可以减少菌源量,减轻或控制土传病害发生,尤其是专性寄生性病害。如水稻与小麦水旱轮作三年,小麦全蚀病显著减轻。小麦梭条花叶病发生重的田块,与大麦轮作;大麦黄化花叶病发生重的田块,与小麦轮作,两种病害均可减轻。

适当灌溉,增加田间湿度,对传毒蚜虫不利,减少油菜幼苗对病毒的感染,大田成株期病毒病发生轻;小麦抽穗扬花期,麦田开沟排水,降低田间湿度,可以减轻小麦赤霉病发生。⑤改变耕作制度。华北地区如小麦、玉米、棉花等间套作,有利于传毒介体灰飞虱的繁衍,小麦丛矮病发生严重,改为纯作小麦后,病害即被控制。

适当调整播种期。各种土传或种传病害的病原菌对土壤温度的适应性不同,如江苏省冬小麦早播,土壤温度高,有利于小麦纹枯病菌的侵染和在秋苗上发展蔓延,发病重,适当迟播,发病轻。⑥合理肥水管理。作物体内的营养条件,当有利于病菌生长发育时,病害发生重,利用肥水管理,控制作物体内营养,使其不利于病菌生长发育,或提高植物的抗病性,可以控制病害的发生发展。如水稻四叶期、分蘖盛末期及抽穗后期,控制N肥使用,增加C/N比值,可以控制稻瘟病和白叶枯病的发生发展。早稻分蘖末期搁田,推迟稻株封行期,使行间通风透光,水稻纹枯病推迟发生。棉花田增施K肥,可以减轻红叶茎枯病发生。⑦田园卫生。铲除和减少植株上、田间以及仓库内存在的病菌数量,如冬季果园清园、仓库消毒等,可以减轻发病。水稻田插秧前捞去浪渣,减少菌核量,水稻纹枯病发生轻。⑧加强收获后管理。粮食、瓜果等产品,根据不同要求贮藏,控制温度、湿度、光照及空气等条件,粮食贮藏,保持干燥通风,防止霉变;瓜果等保持在一定温度下冷藏,控制CO2∶O2比例,保持贮藏产品的新鲜度。

欧世璜(1912~)

过崇俭

植物病理学家、水稻病害专家。浙江省象山县人。1935年毕业于南京中央大学农学院,获农学士学位,随后任中央研究院动植物研究所研究助理。1945年获美国威斯康辛大学哲学博士学位。同年回国,先后任中央农业实验所技正、棉产改进所及烟叶改进所病理组长。1949年任中国农村复兴联合委员会技正。1957年受聘赴伊拉克。1959年受联合国粮农组织邀请驻泰国工作。1961年任国际水稻研究所植物病理系主任。1978年应聘为威斯康辛大学特约教授。1981~1984年应聘台湾科学委员会特约讲座,同时担任台湾当局科技顾问组植物病虫害防治协调速繁小组主任委员。1985~1988年为亚洲蔬菜研究推广中心理事会理事。曾担任台湾植物保护学会理事长,是中华农学会美国分会及菲律宾植物病理学会发起人,美国植物病理学会会员,1978年应聘为院士(Fellow)。他还是印度植物病理学会永久会员、日本植物病理学会会员。

他早年从事真菌研究,之后又研究蔬菜、棉花、烟草病害,在台湾农复会期间推动病虫害研究及防治推广工作,建立台湾植物病虫害防治体系。在泰国试验抗稻瘟病测定方法,后为一些国家所采用。1961年后在国际水稻研究所期间,开拓水稻病毒病的研究,摸清东亚稻区细菌病害种类,提出稻瘟病水稻抗性的新观点,确立以水稻多抗品种为主体的防治途径,并促进国际合作。他的主要著作有《水稻病害》(RiceDis-eases)等,发表学术论文150余篇。

问:麦角有哪些特征?

(岳德超)

麦角〔Clavicepspurpurea(Fr.)Tul.〕属子囊菌亚门、核菌纲、麦角菌目、麦角菌科、麦角菌属,是寄生在麦类子房上所形成的一年生菌核。世界各地均有分布,主产于苏联、波兰、西班牙等国家。我国在河北、辽宁、吉林、黑龙江、江苏、山西、山东、内蒙古、新疆、安徽、浙江、甘肃、悄袭烂台湾、湖南、湖北、四川、贵州、青海、江西及广西等省区均有分布,其中以黑龙江、河北及内蒙古等省区为最多。以菌核入药。由于麦角(菌核)含有麦角胺、麦角毒碱、麦角新碱、曲麦角碱、麦角柯宁碱、麦角克碱、麦角卡里碱、胺、维生素D2等,很早以来麦角就是妇产科临床上常用重要药物。主要禅圆用于产后止血和促进分娩后***复原。麦角新碱作用最强,毒性最小。近些年来,许多文献报道,麦角碱及其衍生物对治疗偏头痛、心血管疾病等有效,并在眼科、耳鼻喉科以及皮肤科等领域开辟了新的应用途径。60年代就已成功地采用生物技术发酵工程生产麦角碱。

一、形态特征

麦角是一个略具三棱形的圆柱状或角状物,稍弯曲,两端渐尖,其大小因寄主植物不同而异。国内在黑麦上接种所得的麦角,长约2—4cm,宽约0.2—0.5cm,表面呈紫褐或黑褐色,具有多条纵裂纹,干燥后变硬,质脆易折断,断面平滑,略呈三角形,外层黑褐色,内层近白色或炉灰色,子座从菌核内生出,子座柄细长,多弯曲,白至暗褐色,顶端子座头近球形,其大小因菌核大小而异启漏。一般直径约为1—3mm,红褐色;显微镜下观察子囊壳整个埋生在子座头部内,孔口稍突出,烧瓶状,内有多数子囊,每个子囊内有8个子囊孢子,丝状,单细胞,无色透明,50—70×0.6—0.7μm(图21—4)。

图21-4麦角形态图

1.生于麦角上的麦角菌核2.菌核萌发产生子座3.子囊壳(内含子囊)4.子座头部纵切(示子囊壳)

二、生物学特性

(一)生长发育及其对环境条件的要求

由于麦角是麦角菌寄生于禾本科植物的子房上所形成的菌核,因此不仅麦角菌要求在较高温湿度条件下才能很好地发育,同时也要求有大量的菌源,以及大量的寄主及适宜于寄主生长的温湿度和土壤等条件。

在春、夏季雨水充足,有利于麦角菌的传播和发育以及寄主植物的生长。适合于寄主生长发育的土壤条件也有利于麦角菌核的生长和提高产量。

(二)黑麦的生物学特性及其与麦角菌接种栽培的关系

黑麦分春性和冬性两种,是异花授粉植物。黑麦的抽穗期和开花期都很长,开花期长达15天左右。黑麦分蘖力强,通常有效分蘖数为4—6个茎,但在适宜的条件下能生出50余个茎。黑麦不喜高温,种子在1—2℃即可发芽,对早春干旱及严寒有较强的抵抗力。黑麦对土壤条件要求不严,但在肥沃的黑钙土及适宜的条件下可获得高产。黑麦开花主要在白天进行,夜间极少开花,一次开花或间隔开花,每次开花数是1—5个小花。于清晨5—6时开始开花,以午前开的多,午后少。如刺激穗部,可促进其开花。一般以气温在17—18℃时开花最多。接种最适宜的时间为午前7—11时。黑麦开花按一定顺序进行,穗的中上部先开,随后向两端延展。根据阿部和八田(1949)观察,黑麦自第一次开花过后,经两天左右再第二次开花,历时可达5天。当开花时,麦角菌只有通过柱头侵入才能形成菌核。当黑麦开花和麦角形成期间,需要湿润、温暖的条件。在此期间,尤其是接种时的低温、降霜、干燥、暴风雨以及寄主植物的倒伏均对麦角的发育不利,如干燥炎热的气候可促使开花期很快结束,不利于侵染。开花期间降雨可延长开花期,影响感染率,但影响程度因接种方法和接种时期不同而异。如采用喷雾法接种,接种后即降雨,则会大大降低感染率,如采用注射法接种,则影响不大。土壤含水量及其肥沃程度对麦角的发生和重量有一定影响。一般在湿度较大的地方,麦角菌易侵染,土壤肥沃的地方所产麦角重量较大。

三、栽培技术

麦角菌核因含有具有医疗价值的麦角生物碱,故早在50年代国外就已成功地进行了人工接种栽培。如匈牙利自1957年以来,每年都种植2000公顷黑麦以供接种栽培麦角,年产麦角达30t左右。我国于50年代后期人工接种栽培麦角获得成功。但由于在开展人工接种栽培麦角研究的同时,进行了发酵培养麦角菌生物合成麦角碱的研究,后来也获得成功,故人工接种栽培技术在我国并未推广,而是分别于1962年和1966年推广了固体发酵和液体发酵生产麦角新碱的方法。此方法不仅生产周期短,并可有计划地进行工业化生产,其产量和质量均可得到保证,从而不仅扭转了依靠进口的局面,而且有少量出口,具有很高的社会效益和经济效益。

(一)黑麦栽培技术

1.整地

在头年秋收后即可进行整地,要求做到早耕、深耕。耕后不必耙平,这样更有利于冬季的积雪。但在播种前需耙平,做成畦或垄,以备播种。

2.施肥

结合整地施用基肥,每亩可施用厩肥或土杂肥3000kg。为获得麦角高产,在黑麦生长期间尚须施用2—3次追肥。

3.播种

一般应选择秆穗直立、短秆、早熟、分蘖力强,尤其是以抗锈病强的黑麦品种为好。播种前,首先应将种子清洗,清除其中混入的杂草种子或其它混杂物,并选出整齐一致而饱满的种子播种。冬黑麦在秋季温暖地区播种期可稍晚,秋季寒冷的地方早播容易因生长过旺遭受冻害,或造成翌年发育不良。播种过迟就不能在秋季很好地生长和分蘖,因而产量较低。在北京地区冬黑麦可在9月中、下旬播种。春黑麦的播种期以3月上旬为宜。播种量每亩为4—6kg,一般都认为稀播较好,可促进分蘖。为了便于人工播种,可采用条播法。播种深度为2—3cm。

4.田间管理

在生长期间要注意防除田间杂草,疏松土壤,一般可中耕2—3次,当黑麦在开花期和结实期间,应设法保持温暖和潮湿的条件。

(二)麦角的接种栽培技术

1.菌种的选择

优良菌种的选择,对麦角产量及其麦角碱含量的提高极为重要。选择优良菌种时,应从产碱能力的强弱、产碱种类、生长速度、产生的孢子数、寄生性强弱等多方面考虑。而其中关键问题是含碱量与寄生性。

2.菌种的分离培养

选择麦角生物碱含量高的菌核作母种分离用。具体分离方法:将菌核在无菌条件下,切成小段,以0.1%升汞水溶液灭菌3—5分钟,然后用无菌水清洗3次,用接种针移至马铃薯、葡萄糖、琼脂培养基上,置于24—26℃下培养10天左右,即可长出白色菌丝,这时可将此菌丝扩大纯化培养。待长满管后,若不及时用,可保存在4—5℃冰箱中备用。

3.接种液的制备

一般采用分生孢子或菌丝接种。麦角菌在斜面培养基或黑麦及小麦培养基上,经一定时期培养后产生分生孢子和菌丝,少量培养可采用麦芽汁琼脂培养基进行培养。如需大量的分生孢子,可采用黑麦或小麦种子培养基进行。具体方法是称取洁净的黑麦或小麦种子50g,盛于克氏培养瓶中,加80ml水,浸泡12小时,使麦粒充分吸水后,在121℃高温下灭菌40分钟,以后再间歇变菌一次。冷却以后,在无菌条件下接入麦角菌,于26—28℃下培养10—15天即可产生大量的分生孢子和菌丝。将上述麦粒培养物加入适量的蒸馏水,浸泡5—6小时,经强烈摇动或搅拌,用一层纱布过滤。为了防止接种液中分生孢子很快死亡,以及能使其引诱昆虫起见,在接种液中加入2%蔗糖。接种液中分生孢子数以每ml中含9000个左右为宜。

4.接种

麦角菌一般侵染子房,在黑麦开花前后1—2周左右进行接种均可得到麦角。接种技术是麦角菌在寄主植物上接种成功的重要环节之一。主要用以下两种方法:

(1)注射接种法

一般小型试验采用注射器内盛入接种液,注射在正开花或即将开花的小穗上。大规模生产上则使用注射接种板,将孢子液注入花部。欧洲各国广泛应用这种方法进行麦角栽培生产。

(2)喷雾接种法

这是一种接近自然感染的方法。即当黑麦开花期,用喷雾器喷射孢子悬浮液。这种方法对花穗没有任何损伤,但受自然条件的影响较大。在美国、日本、印度等国都用这种方法。也可进行机械化喷雾接种。

另外还有浸渍法和涂抹法,但一般寄生率都低,故不常用。

(三)采收及贮藏

1.采收

由于麦角成熟时很容易从穗上脱落,故当麦粒收获时,麦角掉落损失较大,因此必须早些收获。一般在麦粒成熟前1—2周,每周可采摘成熟麦角2—3次。也可采用比重法(利用麦角和黑麦种子间的比重差别)进行,以节省时间。在捷克斯洛伐克等国,主要采用麦角采收机进行清选。在北京地区采收期一般为6月中旬至7月上旬,哈尔滨可在8月初进行。

2.贮藏

麦角采收后,应迅速放在冷凉干燥避光处贮藏,以避免麦角碱的破坏。

四、麦角碱的发酵生产由于利用寄主植物接种栽培麦角生产麦角碱,常受自然条件等的限制,不能在短期内进行大量生产,并且需要大片农田,成本也较高。采用发酵方法生产麦角碱,是克服这些困难和缺点的一种途径。几十年来,许多国家都致力于这方面的研究。自1948年以来,利用麦角菌发酵生产麦角碱方面有很多研究,并取得一定结果。我国于50年代末和60年代初在世界上首先分别用固体发酵和液体发酵生产麦角新碱获得成功。

(一)液体发酵生产麦角新碱的方法1.工艺流程过滤,采用离子交换树脂法提取分离麦角新碱→制成马来酸麦角新碱顺丁烯二酸盐。

2.菌种

我国麦角新碱生产采用的菌种是拂子茅麦角菌〔Clavicepsmicrocephala(Wallr.)Tuk〕,因此菌麦角碱含量高,该菌种到目前为止,是我国仅有的主要麦角新碱高产菌种。

3.培养基

(1)孢子培养基:蔗糖10%,天门冬素0.1%,MgSO4·7H2O0.03%,KH2PO40.1%,琼脂2%,蒸馏水,以5%NaOH调pH至6.0—6.2。(2)种子培养基:蔗糖6%,谷氨酸1.2%(或鱼粉4%),MgSO4·7H2O0.03%,KH2PO40.1%,消沫剂(豆油)0.2—0.5%,自来水,以25—27%NH4OH调节pH至7.5。

4.培养方法

(1)孢子培养:于24—26℃下培养15天左右,备用。(2)种子培养:一级种子以500ml三角瓶盛100ml种子培养基,接种后于24—26℃下旋转摇床上培养96小时左右。二级种子以5000ml三角瓶盛1000ml种子培养基,于24—26℃下往返摇床上培养72小时左右,种子罐种子培养,25—27℃下搅拌培养3天左右,备用。(3)发酵培养:生产上采用发酵罐通气搅拌培养,于25—27℃,转速180转,通气量为1∶0.3—1∶0.5(V/V/min),培养9—10天,放罐,过滤。滤液采用离子交换树脂方法分离提取麦角新碱。

(二)固体发酵生产麦角新碱方法

1.工艺流程

磨粉,供提取分离麦角新碱。

2.菌种

斜面孢子培养基,种子培养基及其培养均同前液体培养。

3.固体发酵培养基的制作

于500ml克氏瓶内加入小麦种子50g,自来水80ml,浸泡.6—12小时,摇匀,于1kg/cm2压力下灭菌1小时后,趁热摇散摊平,备用。

4.发酵培养

将种子接入固体发酵培养基上,每瓶10ml,接种后务必摇匀,以使菌丝能充分生长。15天左右菌丝生长旺盛;逐渐形成色素,22天呈紫褐色,即已达到成熟,这时即可收获。

5.麦角新碱的分离提取及其顺丁烯二酸盐的制备

(1)硅藻土层离柱的制备

取适量硅藻土,加适量的用0.1M柠檬酸溶液饱和过的氯仿,搅拌使成均匀的悬浮液。然后慢慢滴入相当于硅藻土重量的用氯仿饱和过的0.1M柠檬酸溶液,并不断搅拌。最后将细小的硅藻土混悬颗粒分次装入层离筒中,每倒入少许即用平头玻璃棒压平。待全部装完后,再装入少量氧化铝即可备用。

(2)麦角生物碱的分离提取

取风干发酵物粉末,用0.2N氢氧化钠溶液湿润,然后放入渗滤筒中,加入甲醇氯仿(5∶95)混合溶液,即开始进行渗滤。渗滤液通过硅藻土层离柱时,一部分杂质如色素被吸附在氧化铝层上,而麦角新碱则被吸附在硅藻土上,在紫外灯下形成蓝色荧光环,其它非水溶性生物碱及部分杂质随甲醇氯仿溶液而流入蒸馏器中,甲醇氯仿混合液遇热又变成蒸汽,通过冷凝器又流回渗滤筒中。如此反复循环,直至发酵物中麦角生物碱被全部提尽为止。

(3)麦角新碱顺丁烯二酸盐的制备

提取完毕后,将硅藻土层离柱中氧化铝除去,用中性氯仿洗层离柱,至流出来的氯仿不带颜色为止。然后用含1%液态氨的氯仿,将麦角新碱从硅藻土层离柱上洗脱下来。洗脱液用无水碳酸钠脱水,减压蒸去氯仿即有结晶析出。将该结晶溶于适量的丙酮中,并滴加过量的3%顺丁烯二酸丙酮溶液,析出白色针状结晶,这就是麦角新碱顺丁烯二酸盐。

(4)麦角新碱制剂

临床上所应用的制剂,主要是0.2mg麦角新碱顺丁烯二酸盐针剂和片剂。

我国栽培麦角的研究是从1957年开始的,两年内就选出了优良的菌种和寄主,并建立了一套栽培技术,在北京以接种板进行接种,每亩可以收获10.5kg(折合每英亩63kg)达到较高水平。选出的优良菌株所产麦角的含碱量达0.22—0.4%。其中麦角新碱含量为0.122—0.29%,远远优于国外栽培麦角。

栽培麦角的研究为发酵生产麦角新碱提供了线索,从而发展了固体发酵的研究,所选菌株培养22天含碱量高达0.08—0.1%,其中麦角新碱为0.02—0.03%。此后液体发酵也获成功,发酵周期缩短到9天,其产碱量与固体发酵差别不大。

从大量生产麦角碱的远景来看,液体发酵最有前途。