锈菌和黑粉菌的区别

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简介

真菌是含有完整细胞壁和膜结合细胞器的真核生物。它们是异养生物，依赖其他生物体获取食物和营养。真菌在经济上至关重要，因为它们以动植物的死体和腐烂物质为食，将复杂的矿物质分解成简单的矿物质，并将其回馈土壤。真菌的这种特性有助于完成各种营养循环，并维持环境的营养平衡。担子菌纲是高等真菌中的一类，它们本质上是寄生的，并引起各种植物病害，如小麦黑锈病、高粱黑粉病、玉米黑粉病等。

锈菌

锈菌属于担子菌纲锈菌目，有多种形式；它们是专性寄生菌，感染大多数维管植物、蕨类植物、单子叶植物、双子叶植物和裸子植物。

特征

• “锈菌”这个名称指的是在寄主植物叶片和茎的表面产生的孢子呈现出的红棕色、锈色、橙色。

• 菌丝体发达，由有隔膜的细胞间菌丝组成，含有细小分枝的吸器。

• 锈菌的生活周期可以在两个到五个不同的孢子阶段之间变化，包括单倍体、二倍体和双核体核状态。

• 一些锈菌是异宗的，即它们需要两种不同的寄主来完成其生命周期；而一些是同宗的，只需要一个寄主来完成其生命周期。

• 它们会导致小麦、大麦、燕麦等经济作物发生锈病。

生命周期

锈菌的经典例子是禾柄锈菌，它会导致小麦和其他谷物发生黑茎锈病，下面将讨论其生命周期。

它们是异宗的，需要两个寄主来完成其生命周期——小麦（主要寄主）和小檗（次要寄主）。

菌丝体有两个阶段：单核菌丝体和双核菌丝体。双核菌丝体阶段是锈菌生命周期中的重要阶段，因为一些锈菌可以无限期地在此状态下存活。双核菌丝体存在于普通小麦中。

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阶段 1

主要寄主的叶子被双核的锈孢子感染。这些锈孢子形成双核菌丝体，在叶片表面产生称为夏孢子堆的疱疹，并带有夏孢子。锈菌的夏孢子具有厚壁，呈红色或橙色，使受感染的植物部位呈现锈色外观。每个夏孢子都是双核的，并且两个核具有不同的菌株（+，-）。在有利条件下，它们可以存活数月，并多次重新感染相同的初级寄主。

阶段 2

在不利条件下，夏孢子堆会被冬孢子堆取代，冬孢子堆带有冬孢子。禾柄锈菌的冬孢子有柄，两细胞，厚壁，颜色为深棕色至黑色。冬孢子的两个细胞都包含两个相反菌株（+，-）的单倍体细胞核，它们融合形成一个二倍体细胞核。在有利条件下，这些冬孢子会进行减数分裂并萌发，形成担子和单倍体的担孢子。担孢子现在会感染次要寄主小檗。

阶段 3

担孢子在小檗叶片正面萌发并形成单倍体、单核菌丝体。菌丝体形成瓶状的子实体，称为精子器，其中含有单核精子。精子器附近存在含有糖液的精子器孔。这会吸引昆虫并携带精子到其他小檗植物，在那里它们与相反菌株的成熟感受菌丝接触并发生受精。初生菌丝体传播到叶片背面并形成原锈孢子器，在受精完成之前保持未发育状态。

阶段 4

受精后，在叶片背面发生双核化。由于此过程，原锈孢子器转变为锈孢子器，现在带有锈孢子。锈孢子是异核的，薄壁的，橙色的，并带有棘状的表面装饰。锈孢子破坏小檗叶的下表皮，并通过风传播到主要寄主（小麦），从而完成生命周期。

黑粉菌

黑粉菌属于担子菌纲黑粉菌目，包含约 1500 个物种；它们并不总是专性寄生菌。它们主要感染禾本科植物和草本植物的生殖器官。

特征

• “黑粉”这个名称的由来是由于这种真菌引起的症状，即在受感染的植物器官（如花、茎、子房、花序等）中产生大量深色的孢子。

• 由于黑色冬孢子的积累，这些受感染的部分看起来像是被烧焦了。

• 黑粉菌有两种类型的菌丝体：单核菌丝体，它以腐生方式生长，对植物无害；双核菌丝体阶段会感染寄主植物。

• 它们不含吸器来吸收营养，但它们含有穿透质膜并吸收营养的细胞内菌丝。

• 菌丝体的隔膜含有简单的孔，有助于细胞间的信息交流和各种成分的转移。

• 它们会导致高粱、玉米、大麦等经济作物发生黑粉病。一种常见的疾病是高粱散黑粉病，由腥黑粉菌引起。

生命周期

黑粉菌的生命周期可以分为单核阶段（对植物无害）和双核阶段（对植物有害）。

阶段 1

双核菌丝体在寄主细胞的细胞间隙中聚集在一起，导致形成孢子堆。这些菌丝体是双核的，并进行核融合。融合后，它们的细胞壁增厚并形成一个扩大的球状结构。该结构被一层胶状覆盖物覆盖，该覆盖物在成熟时会破裂。这些孢子堆带有冬孢子，冬孢子是单核二倍体、厚壁和黑色的。

阶段 2

成熟后，孢子通过风传播或附着在受感染寄主的种子上传播。

阶段 3

在有利条件下，这些冬孢子会进行减数分裂并形成单倍体细胞。然后它们萌发并形成担子，担子带有担孢子。担孢子是单倍体的，数量众多，由担子的直接芽生产生。形成两种类型的担孢子，分别含有 + 和 - 菌株，它们无法感染植物寄主。

阶段 4

担孢子像酵母细胞一样通过芽生萌发，并表现出延长的腐生生长。当相容的细胞在植物表面接触时，会发生结合，形成感染寄主植物并完成生命周期的双核菌丝体。

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锈菌和黑粉菌的相似之处

• 锈菌和黑粉菌都属于真菌界、担子菌亚门。

• 它们包含两种类型的菌丝体——单核菌丝体和双核菌丝体。

• 它们含有发达的担子，担子上带有担孢子。

• 锈菌和黑粉菌的冬孢子是等同的，即它们进行核裂变，并在萌发时产生担子。

• 担孢子在担子外部形成。

• 缺乏明确的性器官。

锈菌和黑粉菌的区别

序号	锈菌	黑粉菌
1.	属于锈菌目	属于黑粉菌目
2.	在寄主植物的叶片和茎上产生锈色、红色、黄橙色的孢子。	在寄主植物的叶片和茎上产生黑色的粉状孢子堆。
3.	它们是异宗的——需要两个寄主来完成其生命周期。	它们需要一个寄主。
4.	它们是专性寄生菌。	它们是专性寄生菌，但还有一个额外的自由生活的腐生（酵母）阶段。
5.	它们感染双子叶植物、单子叶植物、蕨类植物和裸子植物。	它们主要感染禾本科植物的生殖器官。
6.	它们表现出 5 种不同类型的孢子——夏孢子、冬孢子、担孢子和锈孢子。	它们只表现出 2 种类型的孢子——冬孢子和担孢子。
7.	形成 4 个单倍体担孢子。	形成许多单倍体担孢子。
8.	担孢子通过形成菌丝体萌发，然后感染替代寄主的叶片。	担孢子萌发并遵循腐生（酵母样）的生活方式。
9.	存在吸器，并分化为狭窄的颈部和较宽的吸器体。	吸器不存在或呈简单的细胞内菌丝形式，穿透质膜。
10.	例如：禾柄锈菌——小麦茎锈病，桧锈菌——雪松苹果锈病	例如：裸黑粉菌——散黑粉病，小麦腥黑粉菌——全蚀黑粉病

结论

锈菌和黑粉菌是两种非常重要的真菌，需要对其进行研究，因为它们是造成小麦、大麦、高粱、玉米等经济作物毁灭的主要原因。担子菌纲是高等真菌的一类，具有发育良好的寄生器官，如菌丝体和吸器。锈菌和黑粉菌的生命周期围绕着各种类型孢子的形成及其遗传构成。大多数担子菌是异宗的——即它们有两种类型的菌体，一种是“+”菌株，另一种是“-”菌株，它们相互结合并导致下一代担子菌的产生。

常见问题

Q1. 举例说明一些黑粉病的防治措施。

答： 防治措施包括：

• 在开花期检查作物，确保不存在任何受感染或患黑粉病的花序或花朵。

• 使用杀菌剂，如甲托或其衍生物，如克菌丹、代森锰锌或五氯硝基苯。

• 购买无病或抗黑粉病的作物品种。

• 保持植物周围环境清洁。

• 保持所有设备清洁和消毒。

Q2. 举例说明一些锈菌的防治措施。

答： 防治措施包括：

• 将次要寄主从主要寄主附近移除。

• 按照规定的方式使用杀菌剂，如铜或硫磺杀菌剂。

• 购买无病或抗锈病的作物品种。

• 保持植物周围环境清洁。

• 保持所有设备清洁和消毒。

• 使用热处理，因为一些真菌对温度变化非常敏感。

Q3. 关于双核化的简要说明。

答： 双核化是高等真菌中的一种交配过程，导致形成双核体，双核体是一个细胞，包含两个细胞核（分别来自每个亲本），它们共享相同的细胞质，但不彼此融合。这是属于担子菌门的真菌的一个重要阶段。

Q4. 什么是担子和担孢子？

答：担子（Basidium）——一种由双核菌丝发育而成的细小的棒状结构，包含四个称为担子梗（sterigmata）的细长突起，担子梗上着生单倍体的担孢子。

担孢子（Basidiospores）——担孢子是担子菌中的有性孢子。其大小范围约为 3 至 20 微米，单细胞，形状从近球形、香肠形、纺锤形到杏仁形不等。它们可能是光滑的，也可能具有棘状的装饰。这些孢子可能是无色的，也可能是黄色、棕色、粉色、紫色等。担孢子的颜色有助于真菌的鉴定。