秋天，金黄又璀璨的季节，神州大地充斥着收获的喜悦，丰收的种质是当年辛劳的硕果，也是来年播种的希望。

正所谓“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”。对作物来说如此，对病原菌来说亦是如此。丰硕的果实采摘过后，余下的都是枯枝败叶，这让大量的活体寄生病原物失去了营养供给，无法生存。

聪明的微生物也要保证自己能够传宗接代，繁衍生息。为此，作物秋收的季节往往也是病原物大量繁殖肆虐的季节。

病虫害：作物生长与收获的巨大威胁

作物生育的一生从种子萌发破土而出，到长出绿叶并结出累累果实，这过程中无不面临着病原微生物的威胁。

作物根部、叶部、果实会遭受不同病原物的侵染而导致植物不同程度的损伤。不仅如此，当雨水丰盈、温湿度适宜时，病原物往往更加猖狂。因此，阴雨连绵的秋天一直是农民伯伯们高兴但又担忧的季节。

植物各器官均可能遭受病原物入侵（图片来源：参考文献[1]）

2023年7月份，“杜苏芮”台风的爆发就冲击了我国安徽、河南等黄淮海地区的主要粮食产区，造成了玉米、大豆等主粮作物受到大量破坏，植物叶片和果实均受到创伤。

为防止灾后病虫害的大肆爆发，国家农业农村部专门出台了灾后相关预防政策，以防作物减产，减少经济损失。

可以见得，病虫害的发生对作物生产与收获有着巨大的潜在隐患。

植物都会生哪些病？

那么秋收时节，植物到底承受着哪些来自病原物的威胁呢？

以水稻为例，作为我国乃至东南亚地区最为主要的主粮作物，水稻在我国的种植面积达4.5亿亩，年产量达2亿吨以上，我国65%以上的人口都以大米为主食。

水稻的全生育期大约为4-5个月。在这期间，水稻经历了从种子—小秧苗—分蘖—拔节—孕穗—抽穗—扬花乃至最终完熟结实的一系列环节。

这期间有大量的细菌、真菌、病毒病害的发生，例如水稻白叶枯病、水稻条纹叶枯病、水稻纹枯病等等。

水稻条纹叶枯病发病田块（图片来源：参考文献[2]）

而最为严重，也被称为水稻癌症的水稻稻瘟病更是在水稻全生育期均可发病，并且一旦在结实期间大规模爆发穗茎瘟和谷粒瘟，就会让整片农田颗粒无收。

水稻稻瘟病发病叶片：叶瘟\谷粒瘟（图片来源：参考文献[3]）

稻瘟病是一种典型的植物真菌病害，其最早发生可追溯至我国明代宋应星于《天工开物》中的一段记载：“凡苗吐穑（即抽穗）之后，暮夜鬼火游烧，……凡禾穑叶遇之，立刻焦炎。”

古人不明稻瘟病是何物，将感病植物形象比作被“鬼火”灼烧，而今我们知道，这其实是稻瘟菌的孢子在其中作祟。

稻瘟菌侵染植物依靠的就是其产生的一个个小分生孢子（下图中（b）小图所示），它们借助着自然界的微风降落，亦或依附于田间穿梭的农民伯伯们身上，从而飘落在健康的植物叶片上。

水稻稻瘟病病原物（图片来源：参考文献[4]）

这些病原微生物通过环境造成的伤口或者直接透过表皮侵入叶片，产生附着胞，形成侵染丝，最终进入到植物的内部组织完成侵染，通常4-5天即可展现症状。

若在水稻日益拔长，开花接穗之时，稻瘟菌侵染到穗部籽粒，会对水稻产量造成毁灭性打击。

给植物看病，我们该怎么做？

针对发病如此迅速且危害严重的植物病害，到底怎样防治才能最为有效？

其实，防治植物病害就如同医生给人类看病一般，首先医生会建议患者通过体育锻炼增强自己的免疫力。对植物来说，可以通过外源施加肥料增加植物营养吸收，从而提高自身免疫，增强对病原物的抗性。

第二，一旦植物已经感染了病菌，便需要对其进行鉴定，判断是细菌、真菌还是病毒攻击导致植物“生病”，利用相应的药物对症下药。

通常情况下，如果是细菌性病害，我们可以对植物做一个横切，将切面至于水中，如果此时水里渗透出大量的菌脓物质，便可以判断其遭受了细菌的攻击。

而真菌性病害往往会如稻瘟菌一般产生大量的孢子，可以通过肉眼很明显地判断出真菌的存在。

病毒性病害是最难确认的一种，因为它引起的植物发病症状会和一些非侵染性的病害（植物缺素、高温胁迫等）相似，对其鉴定往往需要借助一些分子生物学的手段，在实验室条件下确认。

由于植物病毒通常是活体寄生，有80%以上都由媒介昆虫进行传播，它们聪明地利用了昆虫介体的取食过程，随着昆虫唾液一同进入健康植物体内从而完成侵染。

病毒感染植物后往往会改变其体外释放的化合物种类，降低其体内抗虫物质的产生，从而帮助昆虫取食，可谓是“双商俱佳”的表现。

因此，如若一些疑似发病的植物上存在着很多能够传播病毒的昆虫，也能够帮助辅助判断病毒病的存在。

昆虫传播植物病害（图片来源：作者）

第三，对症下药。对细菌性和真菌性的病害，往往需要佐以合适的农药以适当的剂量进行喷施，就能有效减缓病害毁灭性爆发，避免大幅减产。而对于病毒病害，目前没有有效的特效药进行清除，只能通过控制病毒的媒介昆虫传播来防治病毒病害的大规模爆发。

当然，农药的使用往往给人们带来了大量担忧，过度地依赖和使用农药对环境及人类自身健康有着较大的威胁。

因此，科学家们也在不断探索和创新防治病害的新型绿色方法。

中国科学院院微生物所叶健课题组于2023年6月30日发表了有关病害防治的成果，他们发现利用近红外光（NIR）照射植物之后就能够增强植物对于病毒病的抗性，提高植物的免疫反应，创造性地提出利用光疗法来进行病毒病害的绿色防控，为植物病毒防控的物理学工具箱增添绿色法宝。

结语

植物与微生物的“爱恨纠葛”从古一直延续至今，二者都为了彼此的生存而做着源源不断的努力和进化。

作为人类，我们往往希望植物能在斗争中占据“上风”，但别忘了，小小的微生物也具有着极高的“智商”，随时准备迎接新的挑战。

我们在享受丰收喜悦的同时，也不能掉以轻心，谨防病害在秋收中蔓延。

参考文献：

[1] Agrios, G.N., 2005. Plant pathology (Fifth Edition). Academic Press, 3-75. doi:doi.org/10.1016/B978-0-08-047378-9.50007-5. (2005).

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[3]Boddy, L., 2016. Pathogens of Autotrophs, The Fungi, pp. 245-292.

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[6]Zhang, X., Wang, D., Zhao, P., Sun, Y., Fang, R.X., Ye, J., 2023. Near infrared light and PIF4 promote plant antiviral defense by enhancing RNA interference. Plant Commun, 100644. doi:10.1016/j.xplc.2023.100644 (2023).

出品：科普中国

作者：高凯星（中国科学院微生物研究所）

监制：中国科普博览