全 文 ：Mycosystema
菌 物 学 报 15 January 2011, 30(1): 32-38

jwxt@im.ac.cn
ISSN1672-6472 CN11-5180Q
©2011 Institute of Microbiology, CAS, all rights reserved.






基金项目：国家质检总局课题（No. 2008IK236）；天津出入境检验检疫局课题（No. TK028-2009）
*Corresponding author. E-mail: Huanggm@tjciq.gov.cn
收稿日期: 2010-11-19, 接受日期: 2010-11-30

从进口早熟禾种子中检出的一种腥黑粉菌与其近似种的比较
罗加凤 廖芳 刘鹏 刘跃庭 黄国明*
天津出入境检验检疫局 天津 300461



摘 要：早熟禾是优良的草坪草和牧草，近年来，天津出入境检验检疫局多次从进境的草地早熟禾、加拿大早熟禾
及一年生早熟禾上截获一种腥黑粉菌，暂名为 Tilletia sp.。针对 T. sp.、早熟禾上的形态相近的 T. sterilis、T. togwateei，
以及同属近似种雀麦腥黑粉菌 T. bromi 和禾草腥黑粉菌 T. fusca 在冬孢子形态特征、萌发特性及细胞学性状等方面进行了系
统比较。结果表明，Tilletia sp.与 T. sterilis、T. togwateei 存在较大差异，与 T. bromi 和 T. fusca 差别不明显；截获菌与 Tilletia
sp.在菌瘿、冬孢子形态特征上与 T. bromi 更为接近，根据研究结果将 Tilletia sp.定名为 T. bromi。
关键词：早熟禾，腥黑粉菌，冬孢子，形态与萌发特征

A comparison of a bunt smut from imported bluegrass seeds with
its allied fungal species
LUO Jia-Feng LIAO Fang LIU Peng LIU Yue-Ting HUANG Guo-Ming*
Tianjin Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau, Tianjin 300461, China
Abstract: Several spicies of the bluegrass (Poa L.) are important herbage and lawngrass. In recent years, an undetermined species of
Tilletia (T. sp.) which causes bunt smut of Poa spp. had been frequently intercepted from introduced seeds of Kentucky bluegrass,
Canada bluegrass and annual bluegrass. An integrated comparison of the spicies on morphological, germination and cytological
characters of teliospores with several morphologically allied Tilletia species, T. sterilis, T. togwateei, T. bromi and T. fusca was
carried out. The result showed that there are significant discrepancies between T. sp. and T. sterilis, T. togwateei, while the differences
between T. sp. and T. bromi, T. fusca are not obvious. The T. sp. is more closer to T. bromi morphologically. According to the results,
we considered that the T. sp. and T. bromi are same species.
Key words: bluegrass, bunt smut fungus, teliospore, morphological and germination characters

DOI:10.13346/j.mycosystema.2011.01.011
Vol.30 No.1 33
菌物学报
早熟禾属 Poa L.植物中的许多种是优质的牧
草和草坪草，其中，草地早熟禾 P. pratensis L.的
再生能力强，抗寒性和秋季保绿性较好；加拿大早
熟禾 P. compressa L.具发达的根系和根状茎，耐寒、
耐土壤干旱、耐瘠薄的能力优；一年生早熟禾 P.
annua L.喜光，耐阴、耐旱性强，耐瘠薄（谢可军
等 2003）。
腥黑粉菌 Tilletia Tul. & C. Tul.引起的腥黑穗
病是早熟禾上重要的真菌病害，严重影响早熟禾的
品质和产量。Bao（2010）认为，侵染早熟禾属的
腥黑粉菌有 6 种：T. cathcartae Durán & G.W.
Fisch.、T. paradoxa Jacz.、T. poae Nagorny、T.
sterilis Ule、T. togwateei 和 T. transiliensis M.N.
Kusnezow & Schwarzman.。其中，T. paradoxa、T.
transiliensis 和 T. cathcartae 的冬孢子表面具瘤突，
其他 3 种表面纹饰网状；T. sterilis 的冬孢子堆聚
生于叶鞘和茎部，其他种则危害子房，将种子变为
菌瘿（Durán & Fischer 1961）。就寄主范围而论，
T. togwateei 寄生于反曲早熟禾 Poareflexa Vasey &
Scribn（Guillemette 1988），T. poae 寄生于林地早
熟禾 poanemoralis L.。龚贤弟和江霞玲（1991）、
李鸣和罗加凤（1992）相继报道，从进境草地早熟
禾（六月禾）P. pratensis 中发现一种冬孢子形态与
雀麦上的 T. bromi (Brockm.) Brockm.、乌尔波草上
的 T. fusca Ellis & Everh、早熟禾中的 T. sterilis 和
T. togwateei 相似的腥黑粉菌。随后，多次从来自
美国的草地早熟禾、一年生早熟禾和加拿大早熟禾
的种子中截获此菌。依据 Guillemette（1988）、Boyd
& Carries（1997，1998）和 Vánky（1985，1994）
的分类观点，T. fusca 和 T. bromi 寄主不包括早熟
禾属，那么，从早熟禾中发现的类似 T. fusca 和 T.
bromi 的腥黑粉菌（暂名为 T. sp.）之分类地位及有
关特性就需要进一步明确。本文报道对 T. sp.和形
态相近种，以早熟禾属为寄主的 T. sterilis、T.
togwateei 及生于其他属禾本科草上的 T. fusca、T.
bromi，在冬孢子形态、萌发特性和细胞学特征等
方面比较研究结果，作为确定 T. sp.分类地位的部
分基础。
1 材料与方法
1.1 材料
1.1.1 实验材料：腥黑粉菌冬孢子共 5 种 14 个菌株，
其中：4 株自美国进境早熟禾种子中检出的腥黑粉
菌 Tilletia sp.，代号为：Zao1、ZaoL、Poa5 和 Poa6；
T. bromi 6 株，其中代号 Tb6、Tb12 者截获自加拿
大无芒雀麦 Bromus inermis，代号 lou1、lou2 者截
获自美国进境干燥花霞草中夹带的雀麦杂草 B.
sp.，代号 LMC425、LMC415 的 2 株，以及 2 株
T. fusca （LMC307、LMC312）、1 株 T. sterilis
（LMC363）和 1 株 T. togwateei（LMC391）由美
国华盛顿州立大学 Carries 教授提供。供试材料的相
关信息见表 1。
1.1.2 试剂：自行配制席尔氏液和 0.25%的次氯酸钠
溶液。
表 1 供试菌株的代码、拉丁名、寄主及来源
Table 1 Code, Latin name, host and origin information of Tilletia
species used in this study
序号
No.
代码
Code
拉丁名
Latin name
寄主
Host
年份
Year
来源
Origin
1 zao1 Tilletia sp. Poa pratensis L. 2003 美国 USA
2 zaoL Tilletia sp. Poa pratensis 2004 美国 USA
3 Poa5 Tilletia sp. Poa compressa L. 2002 美国 USA
4 Poa6 Tilletia sp. Poa annua L. 2002 美国 USA
5 Tb6 Tilletia bromi Bromus inermis L. 2002
加拿大
Canada
6 Tb12 Tilletia bromi Bromus inermis 2005
加拿大
Canada
7 Lou1 Tilletia bromi Bromus sp. 2004 美国 USA
8 Lou2 Tilletia bromi Bromus sp. 2006 美国 USA
9 LMC425 Tilletia bromi Bromus tectorum L. 2004 美国 USA
10 LMC415 Tilletia bromi
Bromus japonicus Thunb.
Ex Murr.
2004 美国 USA
11 LMC307 Tilletia fusca
Vulpia microstachys (Nutt.)
Munro
1995 美国 USA
12 LMC312 Tilletia fusca
Vulpia octoflora (Walt.)
Rydb.
1995 美国 USA
13 LMC363 Tilletia sterilis Poa sandbergi Vasey 1999 美国 USA
14 LMC153
Tilletia
togwateei
Poa reflexa Vasey & Scribn 1992 美国 USA
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1.2 方法
1.2.1 形态学比较：早熟禾特别是反曲早熟禾以及
乌尔波草种子较小，须在体视解剖镜下观察健康种
子和菌瘿（患病种子）。用解剖针刺破菌瘿，挑取
少许冬孢子置于滴有席尔氏液的玻片上，放置 12h
后，100×油镜下随机选取 30 个成熟冬孢子观察其
颜色、形状，测定冬孢子直径、网脊高度、一直径
上的网目数。
1.2.2 萌发实验及细胞学特性研究：在 Eppendorf 离
心管中加入适量 0.25%的次氯酸钠溶液，挑取一定

图 1 五种腥黑粉病菌在寄主上引致的的症状 A：草地早熟禾 Poa pratensis 健康种子与其上 Tilletia sp. 菌瘿；B：无芒雀麦 Brumus inermus
健康种子与其上 T. bromi 菌瘿；C：乌尔波草 Vulpia microstachys 健康种子与 T. fusca 为害症状；D：反曲早熟禾 Poa reflexa 健康种子与其上 T.
togwateei 菌瘿；E：Poa sandbergi 叶鞘上 T. sterilis 的冬孢子堆.
Fig. 1 Disease symptoms caused by 5 Tilletia spp. on their hosts, respectively. A: Tilletia sp. on Poa pratensis with healthy and smutty seeds; B: T.
bromi on Brumus inermus with healthy and smutty seeds; C: Symptom caused by T. fusca on Vulpia microstachys; D: T. togwateei on Poa reflexa
with healthy and smutty seeds; E: T. sterilis on Poa sandbergi with sori on vagina.

图 2 五种腥黑粉菌冬孢子在扫描电镜下的外观形态 示网眼状纹饰.
Fig. 2 Teliospore SEM surface view of 5 Tilletia species, showing reticulate ornamentations. A: Poa5 (Tilletia sp.); B: LMC415 (T. bromi); C: LMC307
(T. fusca); D: LMC153 (T. togwateei); E: LMC 363 (T. sterilis).

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数量的冬孢子放入，用涡旋振荡器振荡 50s 后，以
3,000r/min 离心 1min，立即用微量加样器吸去上清
液，混和与离心处理时间不超过 3min，加无菌水离
心清洗两次，将冬孢子悬浮液转至 3%水琼脂平板
上培养，每一培养温度重复 3 个培养皿。培养条件：
5℃、10℃、15℃、20℃，连续光照。培养 3d 后开始
显微镜（10×10）观察萌发情况，以后每隔 3d 观察一
次。注意观察初生担子间是否有“H”型融合现象。
2 结果与分析
2.1 冬孢子形态
Tilletia sp.、T. bromi、T. fusca 和 T. togwateei
为害寄主子房，黑褐色粉状冬孢子充满整个子粒成为
菌瘿，菌瘿稍膨大，较健康种子粗短、饱满，两端常
残留种柄，外被一层薄且易碎的寄主种皮，褐色或黑
褐色，菌瘿易脱落开裂。早熟禾上的 T. sp.与正常种
子长短相当，完整菌瘿一般为 1.7－2.5mm×0.7－
1.0mm；雀麦腥黑粉菌 T. bromi，菌瘿明显短于健康
种子，1.6－2.6mm×0.7－1.1mm；T. fusca 菌瘿颜色较
深，一般黑褐色，1.2－2.0mm×0.5－0.9mm；T.
togwateei 菌瘿较小，粗短，0.7－1.2mm×0.5－0.8mm；
T. sterilis 为害寄主叶鞘和茎部，冬孢子堆褐色条状，
紧贴于植物组织表面，不易脱落（图 1）。
显微镜下 5 种腥黑粉菌冬孢子微观形态有一定
差异，而大小无明显差异。孢子颜色由浅而深依次
为：Tilletia bromi、T. sp.、T. fusca、T. sterilis、T.
togwateei。电镜扫描图显示 T. sp.、T. bromi、T. fusca
冬孢子网目数、网目大小和网脊高度基本一致；T.
sterilis 和 T. togwateei 冬孢子颜色稍深，网脊低，网
目小，一直径内网目数比前 3 种腥黑粉菌多，特别是
T. sterilis 网眼极浅，T. togwateei 常见网目脑纹状缺失
（图 2 和图 3）。5 种腥黑粉菌冬孢子形态差异见表 2。
表2 5种腥黑粉菌冬孢子形态及萌发特性的比较
Table 2 A comparation of morphological and germination characters of teliospores of 5 Tilletia species
冬孢子形态
Teliospore morphology

萌发特性
Germination characters
病原菌
Tilletia spp. 颜色
Color
直径
Diam.
(μm)
网脊高度
Exospore
depth (μm)
一直径网目数
Meshes per spore
diam.
温度范围
Temperature
range
最适温度
Optimum
temperature
时间
Days
(d)
担子数
Basidiospores
number
“H”结合
“H” fusion
Tilletia bromi
浅黄棕色至棕褐色
Pale yellowish-brown
to reddish-brown
19－25 1.0－3.0 4－7 5－15℃ 10℃ ＞7d 8－20
有
Yes
Tilletia fusca
黄棕色至深棕褐色
Yellowish-brown to
fuscous brown
20－25 1.2－3.0 5－8 5－15℃ 10℃ ＞7d 6－18
有
Yes
Tilletia sterilis
黄棕色至棕黑色
yellowish-brown to
dark brown
19－26 0.7－1.3 5－9 -* 5℃ 18d 2－4 -*
Tilletia
togwateei
棕色至棕黑色
Redish-brown to dark
brown
20－26 1.0－2.0 6－9 5－10℃ 5℃ 8d 3－10
无
No
Tilletia sp.
黄棕色至棕褐色
Yellowish-brown to
reddish-brown
20－25 1.0－2.5 5－7 5－15℃ 10℃ ＞7d 8－18
有
Yes
注：-*，Tilletia sterilis 萌发率低，多为徒长，仅有 2 个孢子正常萌发产生担子，萌发温度范围和“H”结合暂无法确定.
Note: -*, Tilletia sterilis has low rate of germination, and the most of its germination are in vain. Only two germinated teliospores produce basidiospores, so the
temperature range of germination and “H” fusion cannot be confirmed.
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2.2 萌发试验
从萌发生理特性和细胞学特性看，T. sp.、T.
bromi、T. fusca 萌发适温为 10℃，一周左右，萌发
高峰在 10－14d，初生担子数也相近，多为 8－16
个，初生担子间融合形成的“H”型结合普遍存在；
T. sterilis 适宜萌发温度为 5℃，培养 18d 开始萌发，
初生担子数极少，仅 2－4 个，由于正常萌发的孢
子少，初生担子间“H”结合未观察到；T. togwateei
萌发适温为 5℃，需时 7d 左右，初生担子 3－10 个，
明显少于 T. sp.、T. bromi 和 T. fusca，最显著的区
别是初生担子间无“H”型结合（图 4）。5 种腥黑
粉菌冬孢子萌发特性的差异见表 2。

图 3 五种腥黑粉菌冬孢子在显微镜下的外观形态
Fig. 3 Teliospore surface view of 5 Tilletia species under light microscope. A: Poa5 (Tilletia sp.); B: LMC 415 (T. bromi); C: LMC307 (T. fusca);
D: LMC 363 (T. sterilis); E: LMC 153 (T. togwateei). Bar=10μm.

图4 四种腥黑粉菌冬孢子冬孢子的萌发特征 A-C：依次为 Tilletia sp.、T. bromi、T. fusca，初生担子间普遍存在的“H”型融合；D：T. togwateei
初生担子间无“H”型融合.
Fig. 4 Teliospore germination of 4 Tilletia spp. A-C: Tilletia sp., T. bromi, T. fusca, showing “H” fusion among primary basidiospores. D: T.
togwateei, no “H” fusion among primary basidiospores.
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根据以上 T. sp.与四种近似种基于菌瘿、冬孢子
形态及萌发生理特性的比较，我们将早熟禾上的腥
黑粉菌 T. sp.定名为 T. bromi。
3 讨论
自上世纪 80 年代，我国开始从境外引进大量
草种用作草坪草和牧草，每年从美国、加拿大、德
国、丹麦、荷兰等国家引入的草种达 2 万余吨，其
中约有 2,000 多吨属早熟禾属，这些早熟禾属草种
中传带的腥黑粉菌在全国各口岸多次被截获。近几
年来，天津出入境检验检疫局先后上百次在草地早
熟禾 Poa pratensis（Kentucky bluegrass）、加拿大早
熟禾 P. compressa（Canada bluegrass）和早熟禾 P.
annua（annual bluegrass）中发现一种分类地位未明
的腥黑粉菌 Tilletia sp.，且带菌量大，国家质检总
局曾就此向全国口岸局发布了风险预警通报。
长期以来检疫系统一直将早熟禾上发现的这
种腥黑粉菌鉴定为禾草腥黑穗病菌 T. fusca（龚贤弟
和江霞玲 1991；王园 1997）。Durán & Fischer
（1961）认为 T. fusca 在腥黑粉菌属中是一个较为
复杂的集合种，寄主范围广，包括早熟禾属 Poa
spp.、羊茅属 Festuca spp.、雀麦属 Bromus spp.等。
Vánky（1985，1994）则认为 T. fusca 和 T. bromi
是同物异名，寄主包括 Bromus 属、Festuca 属、
Nardurus 属、Vetenata 属、Vulpia 属等，但不包括
早熟禾属 Poa。Guillemette（1988）通过萌发生理
特性、细胞学特性研究将侵染反曲早熟禾 Poa
reflexa 的腥黑粉菌从集合种 T. fusca 中独立出来定
为新种 T. togwateei。Boyd & Carries（1997，1998）
从寄主专化性、分子生物学及细胞学三方面阐述了
侵染 Vulpia 的专化型和侵染 Bromus 的专化型的不
同，将集合种分为两个独立的种, T. fusca 和 T.
bromi；认为 T. fusca 寄主仅限于 Vulpia，而将侵染
雀麦的腥黑粉菌归为 T. bromi。迄今，集合种 T. fusca
被分为 3 个独立的种：T. fusca，寄主为 Vulpia spp.、
T. bromi，寄主为 Bromus spp.和 T. togwateei，寄主
仅为 Poa reflexa。
2005 和 2006 年美国腥黑粉菌分类专家 Dr.
Carries 曾两次访问天津出入境检验检疫局，就美国
进境早熟禾上发现的腥黑粉菌与课题组成员进行
了深入探讨和交流。Carries 认为早熟禾不是 T.
bromi 的寄主，是进境草中混有雀麦，雀麦上的 T.
bromi 污染了早熟禾，课题组成员提出异议。2007
年 9 月，Carries 通过调查研究，在回复的信函中认
同我们的观点，认为被我国多次检出的这种腥黑粉
菌是寄生在早熟禾上的，可能是 T. bromi 或一新种。
综合病菌及其冬孢子形态、萌发生理特性和细胞学
特征，Tilletia sp.明显有别于同以早熟禾为寄主的
T. sterilis 和 T. togwateei。T. sterilis 为害植株叶鞘和
茎部而不为害子粒，冬孢子不形成菌瘿，网眼浅，
网目小，且萌发产生的初生担子少，T. sp.与 T.
sterilis 不可能为同一种；T. togwateei 只侵染反曲早
熟禾，且萌发特性与 T. bromi、T. fusca 和 T. sp.差异
显著，仅 5℃萌发，无“H”结合，T. sp.与 T. togwateei
亦不可能为同一种。T. sp.与 T. bromi 和 T. fusca 冬
孢子形态相似，冬孢子萌发适温和所需时间亦大致
相同，初生担孢子间“H”型结合也都普遍存在，
与 T. bromi 尤为接近。
本研究中的 T. sp.与 Vánky（1994，2007）所描
述的 T. poae 表面饰纹方面相似，经过查阅文献，目
前对 T. poae 冬孢子大小的描述不一致，1926 年
Nagorny 将采集于 Poa nemoralis 上的一种腥黑粉
菌定名为 Tilletia poae，冬孢子直径为 30－35μm，
在 Durán & Fischer（1961）的《The genus Tilletia》
中也是 30－35μm，而 Vánky（1994，2007）对 T. poae
的两次描述完全相同。Vánky（2007）认为可能是
Nagorny 定名时的标本有误，包含了典型的 T.
paradoxa（冬孢子直径为 37－58μm），于是，他基
于 1928 年采自前苏联雅罗斯拉夫尔附近的一个标
本，对 T. poae 的冬孢子大小重新测定为 24－27×25
－29μm。笔者未能研究 Vánky（2007）和 Nagorny
（1926）所根据的标本，二者是否是同种难以确定。
现有文献资料对 T. poae 的报道仅限于地理分布、寄
主和形态描述，无冬孢子萌发生理特性、细胞学特
性及分子生物学特性的相关信息，难以进一步比较
分析。就目前所知，T. poae 分布仅限于欧洲和亚洲
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局部地区，美洲无报道（Bao 2010），而本研究中携
带腥黑粉菌的早熟禾均全部来自于北美洲。T. poae
和我国检出的 T. sp.在寄主范围方面存在差异：T.
poae 目前所知的寄主为 Poa nemoralis L.，而 T. sp.
的寄主范围则包括：Poa pratensis L.、P. compressa
L.和 P. annua L.，将 T. sp.鉴定为 T. poae 尚缺乏充
分的证据。最近我们寄送了截获的 T. sp.菌瘿给
Vánky，Vánky 对 T. sp.和 T. poae 的冬孢子进行了比
较，数据显示，T. poae 孢子直径大于 T. sp.，认为
T. sp.和 T. poae 不是同一种。
基于上述，笔者将从 3 种进口早熟禾种子中发现
的腥黑粉菌T. sp.定名为T. bromi，但据Boyd & Carries
（1997，1998）和 Vánky（1985，1994）的分类观点，
后二者的寄主范围不包括早熟禾，尚需通过寄主范围
测定和表征性 DNA 片段差异分析来提供进一步的证
据。相关研究工作，笔者正在进行之中。
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