鏽菌和黑粉菌的區別

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簡介

真菌是含有完整細胞壁和膜結合細胞器的真核生物。它們是異養生物，依賴其他生物體獲取食物和營養。真菌在經濟上至關重要，因為它們以動植物的死體和腐爛物質為食，將複雜的礦物質分解成簡單的礦物質，並將其回饋土壤。真菌的這種特性有助於完成各種營養迴圈，並維持環境的營養平衡。擔子菌綱是高等真菌中的一類，它們本質上是寄生的，並引起各種植物病害，如小麥黑鏽病、高粱黑粉病、玉米黑粉病等。

鏽菌

鏽菌屬於擔子菌綱鏽菌目，有多種形式；它們是專性寄生菌，感染大多數維管植物、蕨類植物、單子葉植物、雙子葉植物和裸子植物。

特徵

• “鏽菌”這個名稱指的是在寄主植物葉片和莖的表面產生的孢子呈現出的紅棕色、鏽色、橙色。

• 菌絲體發達，由有隔膜的細胞間菌絲組成，含有細小分枝的吸器。

• 鏽菌的生活週期可以在兩個到五個不同的孢子階段之間變化，包括單倍體、二倍體和雙核體核狀態。

• 一些鏽菌是異宗的，即它們需要兩種不同的寄主來完成其生命週期；而一些是同宗的，只需要一個寄主來完成其生命週期。

• 它們會導致小麥、大麥、燕麥等經濟作物發生鏽病。

生命週期

鏽菌的經典例子是禾柄鏽菌，它會導致小麥和其他穀物發生黑莖鏽病，下面將討論其生命週期。

它們是異宗的，需要兩個寄主來完成其生命週期——小麥（主要寄主）和小檗（次要寄主）。

菌絲體有兩個階段：單核菌絲體和雙核菌絲體。雙核菌絲體階段是鏽菌生命週期中的重要階段，因為一些鏽菌可以無限期地在此狀態下存活。雙核菌絲體存在於普通小麥中。

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階段 1

主要寄主的葉子被雙核的鏽孢子感染。這些鏽孢子形成雙核菌絲體，在葉片表面產生稱為夏孢子堆的皰疹，並帶有夏孢子。鏽菌的夏孢子具有厚壁，呈紅色或橙色，使受感染的植物部位呈現鏽色外觀。每個夏孢子都是雙核的，並且兩個核具有不同的菌株（+，-）。在有利條件下，它們可以存活數月，並多次重新感染相同的初級寄主。

階段 2

在不利條件下，夏孢子堆會被冬孢子堆取代，冬孢子堆帶有冬孢子。禾柄鏽菌的冬孢子有柄，兩細胞，厚壁，顏色為深棕色至黑色。冬孢子的兩個細胞都包含兩個相反菌株（+，-）的單倍體細胞核，它們融合形成一個二倍體細胞核。在有利條件下，這些冬孢子會進行減數分裂並萌發，形成擔子和單倍體的擔孢子。擔孢子現在會感染次要寄主小檗。

階段 3

擔孢子在小檗葉片正面萌發並形成單倍體、單核菌絲體。菌絲體形成瓶狀的子實體，稱為精子器，其中含有單核精子。精子器附近存在含有糖液的精子器孔。這會吸引昆蟲並攜帶精子到其他小檗植物，在那裡它們與相反菌株的成熟感受菌絲接觸併發生受精。初生菌絲體傳播到葉片背面並形成原鏽孢子器，在受精完成之前保持未發育狀態。

階段 4

受精後，在葉片背面發生雙核化。由於此過程，原鏽孢子器轉變為鏽孢子器，現在帶有鏽孢子。鏽孢子是異核的，薄壁的，橙色的，並帶有棘狀的表面裝飾。鏽孢子破壞小檗葉的下表皮，並透過風傳播到主要寄主（小麥），從而完成生命週期。

黑粉菌

黑粉菌屬於擔子菌綱黑粉菌目，包含約 1500 個物種；它們並不總是專性寄生菌。它們主要感染禾本科植物和草本植物的生殖器官。

特徵

• “黑粉”這個名稱的由來是由於這種真菌引起的症狀，即在受感染的植物器官（如花、莖、子房、花序等）中產生大量深色的孢子。

• 由於黑色冬孢子的積累，這些受感染的部分看起來像是被燒焦了。

• 黑粉菌有兩種型別的菌絲體：單核菌絲體，它以腐生方式生長，對植物無害；雙核菌絲體階段會感染寄主植物。

• 它們不含吸器來吸收營養，但它們含有穿透質膜並吸收營養的細胞內菌絲。

• 菌絲體的隔膜含有簡單的孔，有助於細胞間的資訊交流和各種成分的轉移。

• 它們會導致高粱、玉米、大麥等經濟作物發生黑粉病。一種常見的疾病是高粱散黑粉病，由腥黑粉菌引起。

生命週期

黑粉菌的生命週期可以分為單核階段（對植物無害）和雙核階段（對植物有害）。

階段 1

雙核菌絲體在寄主細胞的細胞間隙中聚集在一起，導致形成孢子堆。這些菌絲體是雙核的，並進行核融合。融合後，它們的細胞壁增厚並形成一個擴大的球狀結構。該結構被一層膠狀覆蓋物覆蓋，該覆蓋物在成熟時會破裂。這些孢子堆帶有冬孢子，冬孢子是單核二倍體、厚壁和黑色的。

階段 2

成熟後，孢子透過風傳播或附著在受感染寄主的種子上傳播。

階段 3

在有利條件下，這些冬孢子會進行減數分裂並形成單倍體細胞。然後它們萌發並形成擔子，擔子帶有擔孢子。擔孢子是單倍體的，數量眾多，由擔子的直接芽生產生。形成兩種型別的擔孢子，分別含有 + 和 - 菌株，它們無法感染植物寄主。

階段 4

擔孢子像酵母細胞一樣透過芽生萌發，並表現出延長的腐生生長。當相容的細胞在植物表面接觸時，會發生結合，形成感染寄主植物並完成生命週期的雙核菌絲體。

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鏽菌和黑粉菌的相似之處

• 鏽菌和黑粉菌都屬於真菌界、擔子菌亞門。

• 它們包含兩種型別的菌絲體——單核菌絲體和雙核菌絲體。

• 它們含有發達的擔子，擔子上帶有擔孢子。

• 鏽菌和黑粉菌的冬孢子是等同的，即它們進行核裂變，並在萌發時產生擔子。

• 擔孢子在擔子外部形成。

• 缺乏明確的性器官。

鏽菌和黑粉菌的區別

序號	鏽菌	黑粉菌
1.	屬於鏽菌目	屬於黑粉菌目
2.	在寄主植物的葉片和莖上產生鏽色、紅色、黃橙色的孢子。	在寄主植物的葉片和莖上產生黑色的粉狀孢子堆。
3.	它們是異宗的——需要兩個寄主來完成其生命週期。	它們需要一個寄主。
4.	它們是專性寄生菌。	它們是專性寄生菌，但還有一個額外的自由生活的腐生（酵母）階段。
5.	它們感染雙子葉植物、單子葉植物、蕨類植物和裸子植物。	它們主要感染禾本科植物的生殖器官。
6.	它們表現出 5 種不同型別的孢子——夏孢子、冬孢子、擔孢子和鏽孢子。	它們只表現出 2 種類型的孢子——冬孢子和擔孢子。
7.	形成 4 個單倍體擔孢子。	形成許多單倍體擔孢子。
8.	擔孢子透過形成菌絲體萌發，然後感染替代寄主的葉片。	擔孢子萌發並遵循腐生（酵母樣）的生活方式。
9.	存在吸器，並分化為狹窄的頸部和較寬的吸器體。	吸器不存在或呈簡單的細胞內菌絲形式，穿透質膜。
10.	例如：禾柄鏽菌——小麥莖鏽病，檜鏽菌——雪松蘋果鏽病	例如：裸黑粉菌——散黑粉病，小麥腥黑粉菌——全蝕黑粉病

結論

鏽菌和黑粉菌是兩種非常重要的真菌，需要對其進行研究，因為它們是造成小麥、大麥、高粱、玉米等經濟作物毀滅的主要原因。擔子菌綱是高等真菌的一類，具有發育良好的寄生器官，如菌絲體和吸器。鏽菌和黑粉菌的生命週期圍繞著各種型別孢子的形成及其遺傳構成。大多數擔子菌是異宗的——即它們有兩種型別的菌體，一種是“+”菌株，另一種是“-”菌株，它們相互結合並導致下一代擔子菌的產生。

常見問題

Q1. 舉例說明一些黑粉病的防治措施。

答： 防治措施包括：

• 在開花期檢查作物，確保不存在任何受感染或患黑粉病的花序或花朵。

• 使用殺菌劑，如甲託或其衍生物，如克菌丹、代森錳鋅或五氯硝基苯。

• 購買無病或抗黑粉病的作物品種。

• 保持植物周圍環境清潔。

• 保持所有裝置清潔和消毒。

Q2. 舉例說明一些鏽菌的防治措施。

答： 防治措施包括：

• 將次要寄主從主要寄主附近移除。

• 按照規定的方式使用殺菌劑，如銅或硫磺殺菌劑。

• 購買無病或抗鏽病的作物品種。

• 保持植物周圍環境清潔。

• 保持所有裝置清潔和消毒。

• 使用熱處理，因為一些真菌對溫度變化非常敏感。

Q3. 關於雙核化的簡要說明。

答： 雙核化是高等真菌中的一種交配過程，導致形成雙核體，雙核體是一個細胞，包含兩個細胞核（分別來自每個親本），它們共享相同的細胞質，但不彼此融合。這是屬於擔子菌門的真菌的一個重要階段。

Q4. 什麼是擔子和擔孢子？

答：擔子（Basidium）——一種由雙核菌絲髮育而成的細小的棒狀結構，包含四個稱為擔子梗（sterigmata）的細長突起，擔子梗上著生單倍體的擔孢子。

擔孢子（Basidiospores）——擔孢子是擔子菌中的有性孢子。其大小範圍約為 3 至 20 微米，單細胞，形狀從近球形、香腸形、紡錘形到杏仁形不等。它們可能是光滑的，也可能具有棘狀的裝飾。這些孢子可能是無色的，也可能是黃色、棕色、粉色、紫色等。擔孢子的顏色有助於真菌的鑑定。