小麥病害全球傳播令科學家擔憂

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一株感染瘟病的小麥（左）與一株健康小麥進行對比。圖片來源：Nature and Science/Alamy

科學家警告說，一種威脅南美洲小麥生產的真菌病原體即將向全球傳播。

4月11日，多位研究人員在《公共科學圖書館·生物學》報告稱，在非洲和亞洲部分地區暴發的小麥瘟病稻瘟病菌，起源于從南美洲的一個真菌家族。科學家警告說，這一譜系可能會波及其他地方，或者發展出令人擔憂的特征，如抗殺菌劑等。

“這是一種非常嚴重的疾病，可能會傳播到世界各地，威脅著全球一些最貧窮地區的小麥種植。”研究合著者、英國諾維奇塞恩斯伯里實驗室的植物病理學家Nick Talbot在近日召開的一場新聞發布會上說。

稻瘟病菌會感染野生和栽培的草，尤其會感染水稻和小麥。20世紀80年代，研究人員首次在巴西的小麥作物中檢測到這種病原體。從那以后，這種真菌就在南美洲蔓延，導致周期性疫情的暴發，并限制了一些地區的小麥種植。

2016年，孟加拉國記錄了亞洲第一次小麥瘟病的暴發，研究人員確定，它是由一種與南美洲流行的小麥瘟病譜系引起。兩年后，稻瘟病菌第一次到達非洲，襲擊了贊比亞的小麥作物。但目前尚不清楚該病原體是來自孟加拉國還是南美洲。

為了查明病原體的來源，研究人員分析了500多個稻瘟病菌樣本中的84個遺傳標記，并對71個分離樣本的基因組進行了測序。來自2018年贊比亞和2016年孟加拉國的流行病屬于在南美洲流行的小麥瘟病譜系的不同分支。這一結論與去年6月發表的一項預印本研究的結果相呼應，該研究分析了非洲、亞洲和南美洲小麥瘟病分離株的基因組。

參與這項研究的倫敦大學學院進化遺傳學家Hernán Burbano說，這表明來自南美洲的小麥瘟病菌株獨立到達了非洲和亞洲，“也表明人們正在以某種方式傳播病原體”。

“這是一個很大的驚喜。”瑞士蘇黎世聯邦理工學院的植物病理學家Bruce McDonald說。他雖然沒有參與這項研究，但也認為人類活動是罪魁禍首。

研究人員表示，進口了受感染的種子可能是疫情暴發的原因。孟加拉國在小麥瘟病暴發的前一年就從巴西進口了大量小麥種子，但病原體的確切來源尚不清楚。在巴西和玻利維亞也都發現了與此相關的譜系。

孟加拉國班加班杜謝赫穆吉布爾拉赫曼農業大學的生態化學家Tofazzal Islam在發布會上說，研究人員目前正在利用基因組信息監測小麥瘟病在孟加拉國各地的傳播。他的團隊正在培育對這種流行病背后的病原體譜系有抵抗能力的小麥作物。

但基因組分析也發現了一種威脅。雖然導致疫情暴發的菌株仍然對某些殺菌劑敏感，但實驗室實驗表明，自發突變可能會產生耐藥性。這種通過克隆自身進行繁殖的菌株，可以通過與另一種稻瘟病菌譜系交配從而獲得新的性狀。研究人員發現，小麥瘟病菌株可以與感染非洲谷子作物的稻瘟病菌菌株交配。

McDonald說，應該努力根除孟加拉國和贊比亞的小麥瘟病。但他對基因組監測能否在很大程度上減緩真菌的傳播持懷疑態度。他說，全球資金削減意味著關注和報告新出現的植物病害的科學家越來越少。“全球監測嚴重不足，無法在新的疾病暴發之前就發現它們。”