作者:王方 来源:中国科学报 发布时间:2017/11/29 10:00:24
选择字号:
求雨又怕雨 小麦也“矫情”

 小麦条锈病

与人们普遍认为的相反,要是农作物会唱歌的话,它们唱的是“雨走吧,走吧”,而不是“下雨吧,下吧”。我们都知道下雨的重要性,它为植物提供了生命所需的水和营养物质,与此同时,雨水也有助于散布微型病原体颗粒。

病原体,如细菌、病毒或真菌,会导致有害的植物疾病,并带来农业领域的损失。很多传播方法对它们来说都是可能的,所以通常很难在一个病原体产生影响前评估它,但真等到产生影响又太晚了。

近日,美国物理学会流体动力学分会第70届年会在美国科罗拉多州丹佛会展中心举行。来自弗吉尼亚理工大学的科研人员展示了他们在雨滴扩散锈菌到小麦植株上的研究工作。

“我们的研究主要集中在雨滴如何经长距离扩散微型病原体颗粒的。”弗吉尼亚理工大学生物医学工程与力学系副教授Sunghwan Jung说道,“以前人们对这一问题进行了一段时间的研究,并表示飞溅导致了病原体扩散。而我们发现还有两种扩散病原体的机制。”

该研究团队称,已经发现了两种病原体扩散机制。一种是涡环机制,其中一个环的致病微粒在雨滴撞击植物表面后开始增殖并呈放射状分散。另一种是通过弹性碰撞机制分散病原体。Jung用台球来形容:“你把台球聚成三角形的状态,如果击中你面前的一颗球,那剩下的球也会被‘踢’出去。”

识别这些机制并非没有挑战。病原体是很小的,大约10微米,而且速度极快,每秒1米,所以根据它们的“释放”模式判断出其扩散机制不是一项简单的任务。

研究团队使用强光激光和高速摄像机来捕捉和追踪病原体。Jung说道,“我们在病原体部位照射了一束强激光,然后释放一滴雨珠,观察病原体是如何从表面上脱落的。”

他们研究这个问题的根源在于自身与之相对立的本质:雨是一个自然的过程,每年为农作物提供上千吨淡水,但同时散布了病原体,威胁着农田产出。研究人员仔细观察了小麦条锈病状况,确认了锈菌对小麦植株的病理损害是明确的。

该团队表示,这项研究或许可以为解决这一矛盾提供一些有效的办法。“我们试图测绘出病原体从一株植物到另一株植物的距离,然后就可以提出田间作物的最佳距离或排列顺序。”Jung表示。

“小麦占全球粮食供应的1/4,因此,病原体传播扩散每年都会对粮食产量造成很大的影响。通过考虑将雨滴扩散病原体机制与最佳作物组合,尽量减少病菌损害,不仅可以保护小麦作物不遭受持续的产量损失,而且可能保护整个农业系统免遭持续的病原体传播侵袭。”Jung解释道。(王方编译)

《中国科学报》 (2017-11-29 第6版 科研)
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。 

目前已有0条评论
相关新闻 相关论文

图片新闻
治病救人的大科学装置,中国有了 全球首架大集成航空物探遥感调查机亮相
机构改革后,如何保护“保护地” 用高品质水稻满足多样化需求
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文
 
论坛推荐