香瓜根腐病与其研究现状

前言：本站为你精心整理了香瓜根腐病与其研究现状范文，希望能为你的创作提供参考价值，我们的客服老师可以帮助你提供个性化的参考范文，欢迎咨询。

本文作者：吴铖铖李丽张慧娟李大勇宋凤鸣作者单位：浙江大学植保系农业部作物病虫分子生物学重点开放实验室

黑点根腐病最重要的诊断症状是发病植株根表面形成的黑色、球形的病菌子囊壳，散生于根部，在生长季节后期很容易观察到［4］，但一般在植株死亡几天后才是子囊壳最多的时期。这可能会造成病害误诊或延迟诊断。埋生于坏死根部的子囊壳，在根从土中拔出之前已经脱落，所以很难观察到。当子囊壳成熟时，向土壤释放子囊孢子。

黑点根腐病菌的生物学性状

1974年Pollack和Uecker［5］从洋香瓜黑点根腐病罹病株根部分离得到病原菌，创立Monospo-rascus新属，并将黑点根腐病病原菌命名为M．cannonballus。M．cannonballus为子囊菌门，主要特征:子囊中仅具1～3个(最多6个)子囊孢子，子囊孢子球形，乌黑色，较大(25～55μm)。Monosporascus属下已报道4种，除M．cannonbal-lus外，还有拟弯孢单孢囊菌M．eutypoides、M．ibericus和M．monosporus，其中M．cannonballus和M．eutypoides都可以为害瓜类作物引起病害，差别在于M．cannonballus的子囊内只有一个子囊孢子且不发芽，而M．eutypoides的子囊内常见有2个子囊孢子且迅速发芽［4］。M．cannonballus子囊壳具孔口，初埋生，成熟后突破寄主表皮而外露，球形，碳质，黑色，直径可达500μm;子囊壳壁厚，由数层厚壁的密丝组织构成，外层壳壁有色，内层无色;侧丝细长，具隔膜;子囊梨形、囊状、棍棒状或近三角形，壁单层，具柄，无色，含1个或偶2～3个子囊孢子［4］;一个子囊内只产生一个大而圆形的子囊孢子，子囊孢子多核，一般8个核，偶16个核［4］。子囊孢子萌发时有1～3个芽管，芽管自子囊孢子上的一条线型裂缝萌发，而不是萌发孔。芽管穿过根部表皮时，不形成附着包结构［6］。菌丝在根部细胞内不分枝生长，直达维管柱，可定殖于原声木质部和次生木质部的导管，但不会通过维管系统到达植物组织的地上部分［7］。M．cannon-ballus未见无性世代。M．cannonballus为同宗配合，易在寄主植物根部产生子囊壳，可在人工培养基上体外培养［4］。其子囊孢子厚壁，易抗旱及其他因子。子囊孢子在人工培养基上不易发芽［4］，但瓜类幼苗的根部渗出液可促进子囊孢子的萌发，因此子囊孢子一般只在葫芦科植物根围萌发［8］。大田试验证明，无菌土壤中仅有瓜类幼苗的根部渗出液不足以刺激子囊孢子的萌发，还需根际微生物，特别是放射菌类的诱导［9］。黑点根腐病菌适应炎热、干旱的气候环境［4］。体外培养时菌丝最适生长温度为25～35℃，子囊壳最易产生的温度为25～30℃;该菌55℃仍可存活，但60℃处理90min即死亡;菌丝生长的pH范围为5～9，最适6～7，pH≤4不能生长［4］。M．cannonballus也能在盐碱土中存活。M．cannonballus在PDA、V-8等常用培养基均可生长，一般2～3周即可形成成熟的黑色子囊壳。人工培养条件下，菌落呈浅灰色或暗白色，黑色子囊壳埋生在培养基中。环境因子对菌丝生长和子囊壳形成具有直接影响，如培养基的水势在－0.6～－0.8MPa时菌丝生长最好，水势＜－1.8MPa时菌丝生长下降;子囊壳形成对水势更为敏感，一般只能在水势≥－0.7或－0.8MPa的PDA培养基中才会产生子囊壳［10］。菌落可以产生色素，使菌丝颜色逐渐改变，从黄色到橙色，再到咖啡色，变色菌落中可以确定有5种有色代谢物［11］。变色菌落生长缓慢，几乎不形成子囊壳，毒力降低，菌落容易退化或死亡，这可能与己烯酮类物质有关［12］，三环唑可以抑制新鲜野生菌株的黑色素合成，但对退化菌株产生的己烯酮类物质没有丝毫影响［13］。另外，含有dsRNA病毒的M．cannonballus菌株通常会有菌落异常表现［14－16］。美国、日本、西班牙等国采集的M．cannon-ballus菌株在菌落形态、子囊孢子产量、致病性、ITS和5.8SrRNA等方面都很一致，种间几乎没有明显差异，但美国菌株的营养体亲和性与世界其他地区菌株有差异［4］。

黑点根腐病菌的寄主范围

甜瓜和西瓜是M．cannonballus的主要寄主。在人工接种条件下，M．cannonballus也可侵染其他葫芦科植物，如黄瓜、瓠瓜和南瓜属植物等，但大田条件下很难成功侵染。据报道，其他非葫芦科植物可在人工接种或大田条件下，支持M．cannonballus生长，但不引起病害［4］。

病害循环

研究表明，黑点根腐病的初侵染源主要来自已经萌发的子囊孢子和土壤中、病残组织上存活的菌丝。病菌子囊壳产生最多的时期是瓜类生长季节后期，但在病菌生活史中都可形成子囊壳。每个子囊壳成熟破裂，向土壤中释放几百个子囊孢子，一个瓜类作物根系可以产生40万个以上的子囊孢子［17］。子囊孢子在植株根部附近萌发形成芽管，芽管穿过根部表皮使菌丝侵入健康植株根部，定殖于皮层和木质部，造成小根死亡，大根上则呈现很多病斑。病菌持续定殖寄主根部组织，侵入木质部引起植物形成侵填体。黑点根腐病菌侵入木质部后，症状类似于枯萎病或黄萎病［7］。最近发现，黑点根腐病菌子囊孢子只在瓜类作物根围萌发，特定的根系渗出物有利于子囊孢子萌发后在瓜类作物根部的附着，而且黄瓜油壶菌定殖甜瓜根部组织后，可以促进黑点根腐病菌子囊孢子在植株根围的萌发［18］。

病害流行规律

黑点根腐病是单年流行病害，既没有气流传播阶段，也没有无性世代［4］。子囊孢子是最重要的接种体，可以在土壤和植物病残体上存活，甚至在寄主存在情况下可休眠存活很多年。病菌适应水含量高的土壤［19］，作物残体上的菌丝体虽可作为接种体来源，但目前还不知道病菌菌丝体在土壤中到底能存活多长时间。相对于轮作来说，瓜类作物连作土壤中子囊孢子的数量要高得多［4，20］，但是发病所需的起始孢子数量目前不清楚。在每克土壤含1～15个孢子的田块，都可能引起病害严重发生。从播种到初见症状期间，土壤孢子量下降，可能是孢子萌发和对寄主根部侵染引起的，但在藤蔓凋萎期，土壤孢子含量明显上升［21］。土壤中孢子密度与土壤pH呈负相关，而与发病率、粘土比例和对比与其他土壤的变性土呈正相关［22］。子囊孢子在土壤中分布并不均一，土表25cm以内孢子含量最高［23］。病菌可以在其他单双子叶植物根部定殖和繁殖，为其存活和繁殖提供条件，但这些植物一般不表现病害症状。此外，在美国德克萨斯州、亚利桑那州和巴西的天然沙质土壤和非种植田块，也发现黑点根腐病的子囊孢子［24］。因此，黑点根腐病是典型的土传病害，而且病害的发生流行比我们想象的要复杂得多。病菌主要靠栽培、流水、风、作物残体和带菌土壤等因子在田间传播蔓延，但由于子囊孢子体积大，缺少无性孢子，子囊孢子很难空中传播。目前还没有证据表明种子可以带菌。果实和叶片表现的病害症状是由于根部为害引起的，但病菌并不能直接侵染果实和叶片。病菌侵染为害容易受到土壤环境因子的影响，土温25～35°C有利于发病，特别是瓜类作物生长早期的土温是病害发生的重要影响因子［25］。夏末或秋季播种瓜类作物的黑点根腐病发生更加严重。土壤的电导率和含水量也影响病害的发生，在高温、高电导率但水分含量低的土壤中，病害发生严重［26］。在果实成熟期，摘除受侵植株上的果实，会延迟症状表现，甚至可以阻止植株萎蔫和死亡［4，27］。根、茎维管束组织中侵填体的形成以及次生根和二级侧根的死亡造成藤蔓很快凋萎、甚至死亡，常见大批瓜蔓“一夜凋萎”现象。

防治方法

黑点根腐病的防治十分困难，目前还没有一个有效的防治技术体系，主要原因是:(1)病菌寄主范围较广，可在多种单、双子叶植物上定殖和繁殖;(2)多年连作使得土壤中积累大量病菌;(3)病菌厚壁子囊孢子在土壤中存活多年，植物根围和土壤固有的缓冲能力使得病菌耐干旱和化学试剂;(4)农事操作如盖膜和灌溉为病菌的侵染和存活创造了适宜的环境;(5)耕作粗放，根系发育不良，长势不旺，抗病力较低;(6)缺少瓜类抗病资源。尽管防治难度很大，但是通过各种有效手段的有机结合，可以提高黑点根腐病的防治效果。

1土壤化学处理

最有效的方法是土壤熏蒸。有效的熏蒸剂有溴甲烷、三氯硝基甲、啶酰菌胺、1，3-二氯丙烯或威百亩等。溴甲烷已经禁止使用，但氟啶胺由于其移动率高，滴灌使用有一定防效［28］，在以色列春季种植期能有效控制黑点根腐病，但对夏季作物黑点根腐病的防效较差。嘧菌酯、咪鲜胺等常用农药土壤处理可以控制黑点根腐病的发生，秋季瓜施用2次、春季瓜施用3次有较好的防效［29］。美国不允许使用氟啶胺，而采用咯菌睛滴灌施药。在加利福尼亚，采用分阶段土壤熏蒸技术来防治黑点根腐病，如种植前土壤熏蒸，可减少土壤中病原接种体数量，种植后土壤熏蒸则可抑制病菌在瓜类作物根部的定殖，而采收后施用威百亩来防止残存病菌子囊孢子形成，减少土壤病菌数量。农药残留检测发现在甜瓜果实中有啶酰菌胺残留，因此只在座果前才可使用啶酰菌胺［30］。

2晒田

由于病原菌可在高温条件下生长，在美国和以色列采用传统的晒田手段对防治黑点根腐病无效。在以色列，采用一种改进的晒田方式，即开放套管式晒田，并结合低剂量土壤熏蒸剂施用，对黑点根腐病有很好的防治效果，并可防治其他土传病害［29，31］。

3选育抗病品种

抗病品种是防治的最佳手段。但是，目前缺乏黑点根腐病的抗源。目前，甜瓜亚种、加利亚瓜和菠萝型瓜等瓜类家族具有耐病性。在美国，目前还没有对黑点根腐病有抗性或耐性的甜瓜品种［4］，但根系发育良好、长势旺的品种不容易发病。以往选育耐病品种，仅根据不同接种条件下品种的耐病程度，很少涉及品种形态、生态学上的抗病机制。研究发现，根部坏死程度、根构型及根蔓比例平衡同样也是耐病品种的评价标准［32］。

4嫁接防病

把感病香瓜和西瓜嫁接到南瓜属或葫芦属砧木，是防治黑点根腐病的有效手段［33］。在亚洲和地中海地区，嫁接西瓜主要用于防治枯萎病，但用南瓜属和瓠瓜砧木嫁接西瓜，可以防治黑点根腐病的发生。在许多葫芦科植物的砧穗组合亲和性较好，南瓜属或葫芦属作物大而广的根系可以抵御黑点根腐病菌侵入。在使用嫁接技术的过程中应注意，由于同一个砧木品种的长期使用很容易感染病原菌，从而帮助病菌在土壤中形成潜在接种体［28，34］。

5生物防治

dsRNAs侵染黑点根腐病菌后常导致毒性下降［14－16］，导致生长速率和繁殖能力降低［35］，因此可以利用低毒分离株系防治黑点根腐病［36］。dsRNA经菌丝融合转导进入正常野生型毒性菌株，使其变为低毒菌株，降低发病。但是，低毒菌株可通过高温扩大培养回复到野生型菌株的致病力。同时，用磷酸盐、苯并噻二唑、茉莉酸甲酯等诱抗因子浸种或叶面喷施可以提高甜瓜植株抗性，在温室试验中减轻黑点根腐病发病严重度，成为一种潜在的防治策略［37］。

6清除菌源

销毁作物残体是很多病害防治的常用手段。黑点根腐病的孢子作为侵染根部的接种体，主要在作物收获结束后在寄主根部形成。在病原菌繁殖之前就销毁罹病植株，特别是罹病根部残体，是一实用性很高的防治方法，可以有效阻止土壤中病菌的存活和繁殖［38，39］。

展望

黑点根腐病是甜瓜上的一种毁灭性土传真菌病害，建立切实可行的防治技术体系需要研究解决诸多的问题。(1)抗病品种选育。虽然目前没有发现瓜类作物中对黑点根腐病抗病资源，但是研究发现根系发育良好、长势旺的品种不容易发病，因此结合根系性状开展甜瓜耐病品种选育可能是一条可行的途径。(2)病菌在土壤中的生物学特性。黑点根腐病是土传病害，其防治需要从土壤处理着手;另外，长期连作会引起病菌在土壤中大量积累，加重发病。因此，研究明确土壤中病菌子囊孢子萌发与侵染等生物学特性及其影响因子有助于开发新的防治策略，如土壤处理药剂等。(3)病害快速诊断。黑点根腐病发病初期在植株地上部分不表现明显症状，因而给病害的早期诊断和防治增加了难度，建立病菌快速、简便的分子诊断技术有助于病害的早期发现，国外学者以真菌核糖体RNA上的保守ITS区段引物，利用实时定量PCR方法建立根部组织中M．cannonballus的早期检测技术［40］，也可用于筛选抗病品种或植株［40］。(4)对国内甜瓜产业的风险。目前我国甜瓜上未见黑点根腐病大面积发生的报道，但是最近在甘肃省中部半干旱地区发现甜瓜黑点根腐病［2］。因此，黑点根腐病是我国甜瓜上一种潜在的危险性真菌病害，需引起高度重视。