【世界獨(dú)家】馬鈴薯也有“天敵”？

馬鈴薯（拉丁學(xué)名：Solanum tuberosum，英文：Potato）又叫土豆、山藥蛋、地蛋、洋芋、荷蘭薯等，是一種多年生的茄科植物塊莖。

(資料圖)

馬鈴薯一年通常進(jìn)行一季或兩季栽種，營養(yǎng)價值高，產(chǎn)量也高。

目前，它位于小麥、稻谷和玉米之后，是全世界第四大糧食作物。

馬鈴薯原產(chǎn)地是南美洲的安第斯山脈，后來漸漸傳播到歐洲、北美洲和亞洲。

在我國，馬鈴薯最早是在明萬歷年間（距今四百多年）引入的，非土著性農(nóng)作物。當(dāng)前，其在東北、西北、華南，以及內(nèi)蒙古地區(qū)有大面積種植。

我國無論是在馬鈴薯產(chǎn)量，還是種植面積方面都位居世界首位，是當(dāng)之無愧的馬鈴薯第一大國。

在2015年，我國更是啟動了馬鈴薯主糧化戰(zhàn)略，力爭要把其加工成饅頭、面條、薯粉等，并使其成為繼水稻、小麥和玉米之后我國的又一主糧。

同其他農(nóng)作物一樣，馬鈴薯也會發(fā)生病害。

其中，又以致病疫霉（拉丁學(xué)名：Phytophthora infestans）侵染所引發(fā)的晚疫病最為臭名昭著。

全世界每年由此造成的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)百億美元，堪稱毀滅性病害。其危害性之大，甚至一度影響了人類的歷史進(jìn)程。

舉世震驚的愛爾蘭大饑荒便是一例，當(dāng)年（1845-1846年）馬鈴薯晚疫病在愛爾蘭肆虐，造成絕收，致使一百萬左右的愛爾蘭人死亡（餓死），另有一百五十多萬背井離鄉(xiāng)，動蕩頻發(fā)……

馬鈴薯晚疫病作為一種典型性流行病害，當(dāng)前在我國各馬鈴薯種植區(qū)幾乎均有發(fā)生。

其發(fā)生和流行與氣候條件關(guān)聯(lián)緊密。低溫（10℃-25℃），高濕（大于80%）是該病最易發(fā)生的情況。

以我國西北地區(qū)為例，每年7、8月降雨有所增加，晝夜溫差大，當(dāng)遭遇連續(xù)陰雨（或霧），馬鈴薯葉片上有露水時，病害的發(fā)生和流行就較為嚴(yán)重。

在條件適宜的情況下，馬鈴薯晚疫病可在一周之內(nèi)完成對整片田地的橫掃，造成絕收。

致病疫霉是一種卵菌，在通氣狀況良好的淡水和海水中（常稱作水霉），以及陸地上較為常見。

它在分類學(xué)上隸屬茸鞭生物界，卵菌門，卵菌綱，霜霉目，腐霉科，疫霉屬（Phytophthora）。

由于卵菌在很多方面與真菌相似（如呈菌絲狀生長），故常被人們誤認(rèn)作真菌。

但是，隨著對其研究的不斷深入，科研人員發(fā)現(xiàn)其細(xì)胞壁主要由纖維素和葡聚糖構(gòu)成，而這同真菌有著極為顯著的區(qū)別（真菌細(xì)胞壁主要由幾丁質(zhì)構(gòu)成），也在一定程度上決定了二者在繁殖、生物學(xué)特征，以及入侵植物方式等方面存在差異。

此外，系統(tǒng)進(jìn)化學(xué)和相關(guān)新陳代謝研究也表明卵菌是完全不同于絲狀真菌的一類真核生物。

從親緣關(guān)系上看，其與一些具葉綠素a和c的藻類（如硅藻和褐藻）更為接近。

致病疫霉屬半活體營養(yǎng)型病原菌，侵染初期它需要在活的寄主細(xì)胞中定殖，進(jìn)而造成寄主組織壞死，隨后會繼續(xù)存活于壞死組織中并形成孢子。

致病疫霉能夠侵染馬鈴薯的葉片、莖和薯塊，最初侵染源多為遺留在田間或用作種薯的帶病植株。

當(dāng)它侵入植株后，便會在寄主細(xì)胞間形成分枝菌絲體，而這些胞間菌絲能夠生出指狀吸器侵入細(xì)胞內(nèi)部，引發(fā)寄主組織壞死。

條件適宜情況下，還會形成大量孢囊梗（ 支撐孢子囊的菌絲分枝），并從位于葉片背面的氣孔中冒出。

隨后，其上的孢子囊可形成、釋放出大量的孢子，這些孢子落到寄主植物葉片上后便可萌發(fā)并形成附著胞，侵入表皮細(xì)胞，開始新一輪的侵染循環(huán)。

圖 田間發(fā)病情況（華中農(nóng)業(yè)大學(xué)馬鈴薯課題組提供）

誠然，晚疫病對馬鈴薯危害巨大。但作為受害的一方，馬鈴薯并非坐以待斃，而是進(jìn)化出了一些秘密武器與之對抗。

比如，在一些抗晚疫病的馬鈴薯品種中，病原菌的毒力因子（構(gòu)成毒力的物質(zhì)）就能被寄主的抗病蛋白所識別，引發(fā)防衛(wèi)反應(yīng)。

與之相對，病原菌也會使出渾身解數(shù)，進(jìn)化出新的毒力因子來逃避寄主識別。

于是，在漫長的進(jìn)化過程中，馬鈴薯和病原菌便為了各自的生存大計而不斷進(jìn)行著“軍備競賽”。

當(dāng)然，育種者們也在想盡各種辦法（如與野生抗病品種雜交和基因工程育種），幫助馬鈴薯占得先機(jī)。在保證其產(chǎn)量和品質(zhì)的同時，滿足人類自身需求。

怎么樣，是不是挺有趣的呀？

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