小麦杀手Ug99

小麦是人类最重要的食物来源，但与人类一样，经常遭受一些病原生物的侵袭，从而引发病害，轻微者可自行恢复，严重时最终会死亡。这些病原生物对小麦的产量和品质有巨大影响，小麦秆锈病就是这样一种发生在小麦上的毁灭性病害。该病害由一种被称为禾柄锈菌(拉丁学名为Puccinia graminis f.sp.tritici)的真菌引起，是一种较为古老的植物病害，公元前700年便有该病害流行的记载，迄今已有近3000年的历史，同时，这种病害分布范围广、流行频率高、危害损失严重，具有爆发性、毁灭性、变异性、传染性和持久性等特点，是世界各国及其国际组织广泛关注的重大生物灾害。

Ug99诞生

小麦秆锈病菌是严格的专性寄生菌(寄生物一旦离开宿主生物就不能继续生存)，只有在活的寄主植物上才能生存，同时具有明显的寄生专化性，即病菌种内存在众多的致病性小种，一个特定的致病性小种只能危害小麦的某些品种，对另外一些品种则不会造成危害。病菌繁殖体(即夏孢子)能随气流远距离传播，以异地转移方式在小麦上完成其周年的生活循环。

1999年，人们在乌干达首先发现了小麦秆锈病菌的一种新型致病性小种，便以发现地乌干达(Uganda)英文名称前两个字母附加出现年份通称为Ug99(《参考消息》2007年4月29日将之误译为枯萎病)，按照北美小麦秆锈病菌生理小种命名方法，也将它定名为TTKS。该新型致病性小种现已迅速扩散蔓延：2001年由乌干达传入肯尼亚，2003年传入埃塞俄比亚等东非地区。目前已由东非跨越红海登陆也门，且证实病菌是Ug99的变种，其破坏性比东非地区的病菌更大。2007年4月12日，联合国粮农组织发出警告，该新型致病小种对非洲和亚洲80％的小麦品种构成威胁，一旦大面积传播，极有可能造成全球小麦大幅减产。

Ug99的主要特点是致病性极强、毒性谱很宽，美国科学家利用目前国际上已知的40多个小麦抗秆锈病基因进行测试，结果表明，仅有17个抗病基因能够抵抗Ug99，其他均没有抵抗能力。特别是过去表现非常有效的抗病基因Sr31也丧失了抗病性。Sr31基因由小麦育种学家从黑麦中转育而来，并在世界范围内广泛应用，特别是在印度大陆、中国、欧洲和南美国家应用最为广泛，并在全球范围内维持对秆锈病的有效抗性长达30多年。国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)的辛格博士等人，2006年在肯尼亚对来自世界11个国家或国际组织的1855份小麦品种进行了抗Ug99的鉴定，结果仅有287份表现抗病，抗病品种占鉴定品种总数的15％。联合国粮农组织的科学家研究证实，发展中国家有80％的小麦品种不能抵抗Ug99。

小麦秆锈病的特性

小麦秆锈病属典型的高温高湿病害，对环境条件要求相对其他病菌更为宽泛，平均气温15℃～35℃、湿度60％以上的环境均有利于该病菌生长繁殖。就世界范围来讲，几乎有小麦栽培的地方均有可能发生小麦秆锈病，其中，北美、澳洲和非洲是秆锈病经常发生流行的地区，我国东北、内蒙古、西北、西南春麦区以及江淮和东南沿海冬麦区也是秆锈病的常发、重发区。

该病菌主要侵害小麦茎秆和叶鞘，叶片次之，有时也会侵害麦穗和麦粒顶端，引起穗头脱落。病菌侵入小麦后，在植株体内生长发育，形成菌丝网络，吸取小麦营养，逐渐破坏植物，造成病害，并繁殖产生新的传播体(铁锈色疱状夏孢子)，后期发病部位也可产生黑色的冬孢子堆。据研究，病害发生的严重程度每增长1个百分点就相当于小麦产量降低1个百分点。病害流行年份小麦一般减产30％～50％，严重时甚至可造成绝产。如上世纪50年代初，北美洲因秆锈菌一个致病性小种的产生导致美洲大陆40％的春小麦毁种；2005年肯尼亚因秆锈病危害损失小麦高达80％以上。在我国，小麦秆锈病曾在东北麦区、江淮麦区和东南麦区发生流行近20次，每次均造成巨大的产量损失，如1956年大流行，仅江苏、安徽两省便因该病害损失小麦10亿公斤，相当于两省小麦总产量的10％以上。

小麦秆锈病病菌的传播体(夏孢子)个体很轻，既能通过植株间接触就近扩散、侵害小麦，亦能借助气流进行高空远距离传播，强大的气流可将大量夏孢子送上1500～5000米的高空，吹送至数百甚至数千千米以外地区危害小麦，造成病害大范围流行，其传染性甚至超过禽流感。据研究报道，锈菌夏孢子降落在麦株上6小时内即可完成侵染过程，侵染后7～10天内便可产生5万～45万个新的夏孢子：一亩中度感病品种的麦田，可产生3000亿亿个以上的夏孢子。小麦秆锈菌每年均可穿越跨度800千米左右的北美大平原，异地转移危害小麦；病菌夏孢子亦可随气流从南非直接传到澳大利亚，再从澳大利亚传播至2000千米以外的新西兰，造成当地小麦受害。

因为其气流传播的特性，检疫手段不能有效阻止Ug99的传播。因此，美国科学家、诺贝尔奖得主诺曼・博洛格博士说：“Ug99不需护照便可穿越国界，北美、欧洲、澳大利亚和南美等都不能幸免。”

Ug99可能入侵我国

研究表明，东非Ug99新小种出现地区的生态条件为：小麦种植海拔高(2000米以上)；生育期交叉重叠、终年都有小麦种植；气候温和且有露水。我国云南、贵州、四川等西南地区和甘肃陇南等西北地区具有与东非相同或相似的种植模式和气候条件，而且长江中下游、黄淮和东北地区也是历史上秆锈病常发区域。因此，Ug99有在全国小麦种植区定殖和流行的可能。

联合国粮农组织根据国际上对沙漠蝗虫行进路径的监测经验和小麦条锈病从东非传到也门再蔓延到近东和中亚地区的事实推断，Ug99夏孢子随西南风由东北非、也门等传入我国的可能性极大，对我国小麦的安全生产将构成潜在的威胁。

20世纪80年代末，小麦条锈菌对Yr9的毒性小种也是首先在东非出现，此后大约用了10年的时间便经中东和西亚传播到南亚国家，造成该地区小麦大面积减产，损失总额超过10亿美元。

据国际权威人士预测，新型秆锈菌小种Ug99亦会与小麦条锈菌相似，由北非经阿拉伯半岛传播到中东和亚洲，影响约占全球面积25％(7.5亿亩)的小麦生产安全，可造成数十亿美元的减产损失。由此可见，小麦秆锈菌新型致病性小种Ug99由气流传至我国存在很大的可能性。

Ugg9对我国小麦的危害

小麦锈病包括条锈病、叶锈病和秆锈病，是我国也是世界上所有产麦国家最重要的病害。我国小麦秆锈病越冬菌源基地位于东南沿海省份、云南南部与西南部及贵州兴义等地，福建、广东麦区是秆锈病的重要越冬菌源基地。

自上世纪70年代后，通过采取培育和种植抗病品种、菌源基地治理等综合防治措施，我国绝大部分地区的小麦秆锈病基本得到有效控制，但西部省份仍有局部轻度、偶尔中度流行，每年在云南、四川和贵州等西南麦区均有秆锈病发生。

在我国，小麦秆锈病流行的高峰期是上世纪60年代前后。为此，我国科技工作者从苏联、罗马尼亚等国引进具有1B/1R血缘的优异抗源(携带来自黑麦的抗病基因Sr31)，并先后培育出了一大批优良抗病品种。据统计，我国目前种植的小麦生产品种中，具有IB/1R血缘关系的品种有2亿多亩，约占我国小麦总面积的60％以上。而Ug99是能够专门克服抗病基因Sr31的新型致病小种，在肯尼亚用Ug99小种对我国118个小麦生产品种和材料进行抗病性鉴定，结果仅有2个抗性基因背景不明的品种分别表现高抗和中抗，抗病品种所占比例不足2％。因此，该致病性小种一旦传入我国，原有的抗源很有可能被彻底摧垮，导致大部分小麦品种丧失抗秆锈性，从而导致秆锈病再次大流行，其结果将会是灾难性的。

在Ug99出现后，联合国粮农组织曾敦促已经或有可能受到侵袭的国家保持警惕，提高对新型秆锈菌的监控力度，提前做好防治工作。