（来源：小麦研究联盟）
导读
小麦在整个生长过程中会受到各种病害的威胁，严重影响小麦产量和品质。其中由假禾谷镰孢菌引发的小麦茎基腐病（Fusarium crown rot，FCR），表现为小麦茎基部变褐腐烂，最终导致植株倒伏和穗粒不实。该病害在澳大利亚、欧洲、美洲等地区尤为严重，并且在我国黄淮小麦主要种植区域也呈现逐年加重的趋势。近年来，学术界围绕该病害及病原菌的相关研究持续深入，在病原菌生物学特性、侵染策略、寄主与病原菌互作及可持续防控技术等领域积累了大量成果，为科学防控小麦茎基腐病提供了重要支撑。
近日，WheatOmics在线发表了山东农业大学团队撰写的“Fusarium crown rot in wheat: advances in the biology, pathogenicity, and management ofFusarium pseudograminearum”综述论文。该文系统整合FCR研究最新进展，涵盖假禾谷镰孢菌的生物学特性、致病机制、小麦防御机制及综合防治技术进展，结合环境变化下病原菌动态，展望了未来防控研究方向，为FCR可持续防控提供了理论框架。
主要内容
1.FCR的全球分布及其经济影响
假禾谷镰孢菌引发的小麦茎基腐病（FCR）在全球范围内严重影响小麦产量与品质。澳大利亚假禾谷镰孢菌致普通小麦平均减产25%、硬质小麦最高减产58%，年损失近8000万澳元；美国西北冬小麦最高减产61%。我国FCR于2011年在河南首次发现，后在黄淮海等麦区发现，其中河南产量损失显著，河北、山东等省份均有危害且区域差异明显。并且其产生的真菌毒素会污染籽粒，其难降解且有毒，严重危害人体健康。
2.FCR的病害症状与诊断
FCR病害症状表现为初期植株冠部及茎基部节位变褐，后期褐变向上蔓延，形成“酱油秆”状，髓部滋生粉白色菌丝，根系坏死、节间脆易折断，抽穗期严重时植株干枯、形成白穗，籽粒干瘪或败育。该病症状易与多种镰孢菌及其他土传病原菌混淆，靶向FpAH1基因的TaqMan实时荧光定量PCR技术，经多种病原菌验证具有高度特异性，可精准定量病原菌生物量。此外，该病原菌适宜温暖干燥环境，流行特征存在区域差异，对小麦生长的影响较禾谷镰孢更显著。
3.假禾谷镰孢菌的生物学特性与生活史
假禾谷镰孢曾归为禾谷镰孢，现基于 DNA及同工酶分析被确立为独立物种。其有性型为G. coronicola，具 MAT-1与 MAT-2两种交配型，半活体营养型寄生。与禾谷镰孢相比，该菌培养条件下极少产子囊壳，且因端粒区域染色体重排具有独特遗传特征。
假禾谷镰孢可通过菌丝体、分生孢子及厚垣孢子在土壤和作物残体中存活 2 年以上，主要以菌丝体和分生孢子在病残体中越冬，为下一生长季主要初侵染源。厚垣孢子田间罕见，其在小麦上的侵染部位尚不明确，可能与土壤空间分布相关。
4.假禾谷镰孢菌的侵染过程
假禾谷镰孢菌可侵染小麦全生育期，但不同生长阶段侵染率差异仍待系统研究。幼苗期可经土传孢子或菌丝侵染引发苗枯与根系坏死，主要途径为经胚芽鞘侵入，依次蔓延至根、叶鞘及茎秆表皮。侵入后病菌通过气孔或细胞间隙扩散定殖，其侵入木质部与韧皮部破坏水分养分运输，是 “白穗” 症状形成的关键机制。
5.假禾谷镰孢菌的侵染机制
假禾谷镰孢菌的致病性由转录因子与功能蛋白构成的多层级调控网络协同决定，通过调控菌体生长、毒素合成及逆境适应实现对小麦的侵染。
转录因子是毒力调控核心，涵盖锌指蛋白、APSES家族、bHLH家族及碱性亮氨酸拉链蛋白等，分别调控分生孢子形成、脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）合成、生长与致病性平衡等关键过程。功能蛋白与细胞通路进一步介导侵染，过氧化物酶体蛋白、热休克蛋白调控菌丝发育，细胞程序性死亡与自噬通路参与孢子萌发和菌丝融合。
DON 及其乙酰化衍生物是引发茎基腐病的核心毒力因子，其合成受全局调控因子、染色质调控因子等多层级网络调控。聚酮化合物、非核糖体肽类等次级代谢产物也参与毒力调控。该菌采用多阶段时序性侵染策略，靶向毒素合成调控网络可为病害防控提供新分子靶标。
6.小麦的宿主防御机制与假禾谷镰刀菌的反防御机制
小麦通过时空调控基因网络与代谢通路，构建抵御小麦茎基腐病的多层防御体系。抗病品种在病原菌侵染早期可快速激活抗菌、胁迫适应及信号转导相关基因，其与感病品种的表达差异是实现有效抗病的关键。细胞壁层面，TaRLK-6A与 TaSERK1 互作放大病原菌感知信号，TaWAK-5D600则通过激活下游基因加固细胞壁屏障。
茉莉酸、水杨酸等五大激素构成系统抗性调控的核心网络，其时空平衡直接决定防御效果。转录因子TaWRKY24精准调控激素交互界面，通过抑制生长素过量合成、增强水杨酸介导的防御应答，赋予植株广谱抗病性。下游 ABC 转运蛋白与尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶等协同作用，抑制真菌扩散。
假禾谷镰孢菌通过端粒附近染色体重排，利用 FDB1/FDB2基因簇降解小麦产生的苯并恶唑啉酮类抗菌物质，逃避宿主化学防御，二者由此形成动态的分子“军备竞赛”。
7.防控技术研究进展
小麦茎基腐病（FCR）防控体系主要包括农业生态调控、化学生物协同防治及抗病品种培育。农业生态防控为基础，轮作非寄主作物可显著降低病原菌基数，免耕结合非寄主轮作或深耕掩埋病残体可兼顾土壤健康与病害防控，精准水肥管理与适期晚播能进一步减轻病害。
化学防治仍是当前主流手段，戊唑醇等复配种衣剂及叶面杀菌剂可有效控病，但长期用药已引发抗药性问题，需通过轮换复配等策略延缓抗性产生。生物防治潜力巨大，芽孢杆菌、木霉菌等通过诱导抗性、重寄生等机制发挥作用，未来需阐明其核心作用机制并研发与生防菌兼容的杀菌剂。
抗病育种是最经济有效的防控途径，但全球高抗种质匮乏，仅获得少量中抗品系。FCR 抗性为数量遗传性状，已定位多个主效QTL，诱变及远缘杂交技术已获得多抗材料，但抗性鉴定体系不统一、多基因聚合难度大等问题仍制约育种进程。
展望与结论
气候变化显著加剧小麦茎基腐病（FCR）流行风险，传统防控手段已难以应对复杂病害形势，亟需构建多学科融合的综合防控体系。
目前，空天地一体化遥感与物联网技术已实现病害早期无症状检测与精准施药；多组学技术与先导编辑加速了抗病基因挖掘与持久抗病品种创制；微生物组工程、纳米递送系统及结构生物学指导的靶向药物设计也展现出良好应用前景。但全球监测网络建设、标准化抗病育种体系及病原菌抗药性仍是当前核心瓶颈。
未来需分阶段推进全球实时监测基础设施建设，实现病害管理从被动应对向主动预判转型，同时整合基因编辑、微生物组优化与靶向施药技术，构建多层级生态防控体系。最终，通过持续的跨学科合作与全球数据共享，统筹推进各领域创新应用，为小麦茎基腐病的可持续防控提供系统性解决方案。
作者与资助
山东农业大学张崾凯为论文第一作者，山东农业大学农学院孔令让教授团队成员李学峰博士后与马信副教授为共同通讯作者。该研究得到了国家重点研发计划项目（2021YFD1200602-5）与国家自然科学基金项目（32030081）资助。
期刊简介
WheatOmics是一本由Springer Nature出版的国际同行评审开放获取期刊，聚焦小麦及小麦族植物的前沿研究，涵盖农学、育种、生物技术、遗传学、基因组编辑、微生物组、生理学、人工智能与多组学交叉等领域。本刊由山东农业大学主办，致力于推动小麦族植物科学研究的发展，初始阶段的文章处理费（APC）由山东农业大学承担。更多详情请访问期刊官网：https://link.springer.com/journal/44412
https://doi.org/10.1007/s44412-026-00009-7
小麦族多组学网站：http://wheatomics.sdau.edu.cn
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