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黃瓜枯萎病研究進(jìn)展

2018-10-30 10:18徐彥剛賀振李瑞李良俊
中國瓜菜 2018年6期
關(guān)鍵詞:枯萎病綜合防治黃瓜

徐彥剛 賀振 李瑞 李良俊

摘 要: 枯萎病是危害黃瓜生產(chǎn)過程中最主要的病害之一,嚴(yán)重影響其產(chǎn)量和品質(zhì)。目前,生產(chǎn)上的防治方法以化學(xué)防控為主,易造成枯萎病菌產(chǎn)生抗藥性、生態(tài)環(huán)境破壞、產(chǎn)品質(zhì)量下降等諸多問題。深入了解黃瓜枯萎病的發(fā)病機(jī)制及植株的抗病機(jī)制,選擇合理科學(xué)的防控措施可顯著降低或抑制枯萎病的發(fā)生。分析國內(nèi)外該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,筆者對(duì)黃瓜枯萎病的發(fā)病癥狀、病原菌特性、致病機(jī)制、抗病機(jī)制及其綜合防治進(jìn)行了總結(jié),并概述了通過生物防治進(jìn)行防控的機(jī)制及研究成果,以期為今后黃瓜枯萎病的抗性育種及科學(xué)防控提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞: 黃瓜; 枯萎?。?致病機(jī)制; 抗病機(jī)制; 綜合防治

Abstract: Cucumber Fusarium wilt disease is one of the most important diseases in the process of cucumber production, which seriously affects its yield and quality. Presently, chemical pesticides are mainly used to control the spread of cucumber wilt disease, however this method probably induce many problems including increased Fusarium oxysporum resistance to pesticides, ecological damage, the decline quality of cucumber product and others. Understand the pathogenesis of cucumber wilt disease and the resistance mechanism of plants, then selecting reasonable scientific prevention measures is significantly reduces or inhibits the wilt disease of cucumber. According to this field about domestic and overseas studies analysis, the research progress of cucumber wilt disease in aspect of symptoms, pathogens, pathogenesis, resistance mechanism and control methods were reviewed, and the mechanism and research results of biological control were summarized, to provide theoretical basis for breeding and integrated control of Fusarium wilt resistance in cucumbers.

Key words: Cucumber; Fusarium wilt disease; Pathogenicity mechanism; Resistance mechanism; Integrated management

黃瓜(Cucumis sativus L.)是世界十大蔬菜栽培作物之一,在蔬菜的生產(chǎn)和供應(yīng)中具有重要地位。由于該類蔬菜具有周年生產(chǎn)的特點(diǎn),生產(chǎn)過程中病蟲基數(shù)逐年積累導(dǎo)致病蟲危害日益嚴(yán)重,而黃瓜枯萎?。–ucumber Fusarium wilt)等真菌性土傳病害對(duì)黃瓜的危害尤為突出。黃瓜枯萎病菌阻礙了植株的水分傳輸進(jìn)而導(dǎo)致植株萎蔫枯死,該病害具有爆發(fā)性強(qiáng)、破壞力大、防控性難的特征,嚴(yán)重影響我國日光溫室、塑料大棚等不同栽培條件下黃瓜的產(chǎn)量和品質(zhì),一般可致黃瓜減產(chǎn)15%~25%,嚴(yán)重時(shí)達(dá)50%以上[1]。筆者對(duì)黃瓜枯萎病的危害癥狀、發(fā)病機(jī)制、遺傳與育種及防治措施進(jìn)行總結(jié),以便為黃瓜枯萎病抗性育種和綜合防控提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 黃瓜枯萎病的發(fā)生及危害癥狀

黃瓜枯萎病是一種危害性極強(qiáng)的世界性土傳病害,造成該種蔬菜枯萎病發(fā)生的病原菌為無性菌類鐮孢屬尖孢鐮刀菌黃瓜?;停‵usarium oxysporum f. sp. cucumerinum),有4個(gè)生理小種,分別為美國小種1號(hào)、以色列小種2號(hào)、日本小種3號(hào)和中國小種4號(hào)[2],我國普遍流行的為生理小種4號(hào),且呈全國性分布,為我國黃瓜枯萎病的優(yōu)勢小種。該生理小種采用‘MSU8519‘MSU44134‘PI390265進(jìn)行鑒定時(shí)表現(xiàn)為明顯的“抗”-“抗”-“感”。黃瓜枯萎病在黃瓜整個(gè)生育期皆可發(fā)生,尤以開花結(jié)果期最為突出。植株未出苗前被病原菌侵染易造成后期爛秧,出土后幼苗的子葉以及幼葉變黃萎蔫,莖基部變褐呈水漬狀縊縮并猝倒死亡。成株期植株染病后,初期根莖處一部分葉片在中午萎蔫,早晚可恢復(fù),后期萎蔫葉片從近地面向頂端逐漸延伸遍及全株且萎蔫癥狀不再恢復(fù)。病株莖基部??O縮,表皮縱裂,莖部和節(jié)間具有黃褐色斑,且常有琥珀色膠質(zhì)物流出,濕度大時(shí),病部產(chǎn)生白色或粉色霉?fàn)钗铮≈暌妆话纬?,其病部縱切,可見維管束呈黃褐色[3]。

2 黃瓜枯萎病致病機(jī)制

2.1 致病機(jī)制

黃瓜枯萎病主要侵害黃瓜莖部維管束,而病原菌通常從根毛或根部傷口侵入植株,其蔓延時(shí)會(huì)加速植株整株死亡。在致病機(jī)制研究中,存在導(dǎo)管束阻塞假說和致病毒素假說2種不同機(jī)制。導(dǎo)管束阻塞假說認(rèn)為,侵入導(dǎo)管內(nèi)的病原菌生長發(fā)育進(jìn)而阻礙水分流動(dòng)是造成植物枯萎的主要原因[4],病原菌侵入后分泌的果膠酶、纖維素酶和β-葡萄糖苷酶等降解細(xì)胞壁,使細(xì)胞內(nèi)侵填體、果膠以及膠狀物質(zhì)堵塞導(dǎo)管致使植物上部枯萎,在此侵染過程中不僅消除了病菌入侵植株的第一道防線——細(xì)胞壁,而且細(xì)胞內(nèi)多糖物質(zhì)的釋放為病原菌的生長發(fā)育提供營養(yǎng)保障[5],加速病菌的生長繁殖及入侵,進(jìn)一步促進(jìn)了植株死亡。毒素假說認(rèn)為,病原菌產(chǎn)生的鐮刀菌酸(Fusaric acid)、單端孢霉毒素(Trichothecenes)、串珠鐮刀菌素(Moniliformin)、玉米赤霉烯酮(Zearalenone)、伏馬菌素(Fumonisin)、白僵菌素(Beauverin)、麥角固醇(Ergosterol)等[6-7]對(duì)質(zhì)膜的傷害是造成植株病害的最主要原因,其中病原菌產(chǎn)生的鐮刀菌酸是引起多種植物萎蔫的一種非特異性毒素,它通過破壞根系的膜系統(tǒng)造成植物生長代謝紊亂,致使植株水分代謝失調(diào),進(jìn)而造成植株上部急劇缺水而萎蔫枯死[8-9]。因此,在抗枯萎病品種選育中,鐮刀菌素可以作為一個(gè)重要的壓力選擇因素以鑒別其品種抗性[10]。

2.2 致病相關(guān)因子

尖孢鐮刀菌基因組富含轉(zhuǎn)座子及與致病相關(guān)的種系特異性(Lineage-Specific)區(qū)域,通常含有該區(qū)域的不同菌株可以發(fā)生染色體的水平轉(zhuǎn)移,使非致病性的菌株具有致病性,從而導(dǎo)致該病原菌出現(xiàn)寄主?;秃蜕硇》N[11-12]。同時(shí),該病原菌具有致病力強(qiáng)、分布范圍廣的特征,不僅可以在寄主植物中存活,而且在空氣和土壤中存活10年后仍具有極強(qiáng)的致病性[13]。而尖孢鐮刀菌基因組測序的完成,為深入研究該病原菌基因功能及致病機(jī)制奠定了理論基礎(chǔ)[14-15]。當(dāng)病原菌侵染寄主植物時(shí),通常根據(jù)寄主植物特點(diǎn)進(jìn)行自身代謝、蛋白質(zhì)分泌等生理途徑的調(diào)整,以便能夠更好識(shí)別和入侵寄主植物,而通過阻礙病原菌信號(hào)傳導(dǎo)及正常代謝是防治該類病害的最有效途徑之一。

目前,通過T-DNA構(gòu)建突變體庫、基因敲除及基因回補(bǔ)等多項(xiàng)技術(shù),已發(fā)掘多種關(guān)于尖孢鐮刀菌摧毀宿主防御系統(tǒng)的降解酶、調(diào)整自身對(duì)寄主識(shí)別與侵入的信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)、克服寄主防御系統(tǒng)響應(yīng)及代謝的毒素等致病因子的基因。其中抑制寄主生長代謝及克服其防御系統(tǒng)的基因如編碼降解植物細(xì)胞壁纖維素的β-1,3-葡聚糖酶基因FOR3[16],該基因編碼合成的β-1,3-葡聚糖酶可直接分解植物細(xì)胞壁促使病原菌的進(jìn)一步侵入;對(duì)病原菌生長代謝及蛋白分泌等信號(hào)調(diào)控的促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK)基因FMK1[17],由于病原菌對(duì)寄主植物識(shí)別及入侵是在信號(hào)傳導(dǎo)系統(tǒng)指令下完成的自身調(diào)整,而環(huán)腺苷酸單磷酸-蛋白激酶A(cAMP-PKA)和促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK)為2個(gè)已知的信號(hào)調(diào)控途徑,其中cAMP/PKA途徑調(diào)控孢子的形成,MAPK途徑調(diào)控細(xì)胞的生長延伸,二者共同控制尖孢鐮刀菌的侵染[18];具有調(diào)控分生孢子形成和致病性的基因FOPLC4[19],采用敲除突變體△FOPLC4侵染宿主植物發(fā)現(xiàn)其造成枯萎病發(fā)病率及自身產(chǎn)孢量明顯降低。調(diào)控基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子如GATA,由于該轉(zhuǎn)錄因子能夠識(shí)別所需調(diào)控基因啟動(dòng)子的共有序列5′-(T/A)HGATA(A/G)-3′進(jìn)而調(diào)控基因的表達(dá),最終調(diào)控病原菌對(duì)環(huán)境的適應(yīng)和定殖[20];轉(zhuǎn)錄因子FoSte12通過調(diào)控促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK)途徑下游基因FMK1從而調(diào)控病原菌的侵染及生長[21]。

3 黃瓜枯萎病抗病機(jī)制

3.1 抗病機(jī)制

寄主植物在抵御病原菌侵染時(shí),可能是通過物理阻礙或化學(xué)物質(zhì)抑制病原菌以及二者共同作用[22]。其中抗病材料與原始感病品種在病原菌侵染時(shí)組織結(jié)構(gòu)和生理生化方面存在差異,對(duì)抗病機(jī)制研究及抗病品種選育有重要的意義。在黃瓜抗枯萎病品種上,抗病較感病品種組織結(jié)構(gòu)上更有利于阻止病原菌的侵染和擴(kuò)散[23-25],當(dāng)病原菌從黃瓜植株的根毛或根部傷口侵入植株后,抗病品種較迅速地表現(xiàn)出細(xì)胞壁加厚,導(dǎo)管內(nèi)生成大量褐色物及侵填體,且導(dǎo)管壁相繼出現(xiàn)覆蓋物等,而感病品種僅產(chǎn)生細(xì)胞壁加厚及胼胝體或較遲緩地生成褐色物及導(dǎo)管壁覆蓋物,這說明抗病品種能更早地形成保衛(wèi)反應(yīng)[26-27]。而病原菌侵入黃瓜植株體內(nèi)所激發(fā)的生理生化反應(yīng)是其抗病特性的重要基礎(chǔ),這一系列反應(yīng)是以酶的催化而實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)病原菌侵入植株時(shí)會(huì)破壞黃瓜體內(nèi)活性氧代謝平衡,致使活性氧含量升高而破壞細(xì)胞膜系統(tǒng),鄒芳斌等[28]研究發(fā)現(xiàn),具有消除活性氧傷害的超氧化物歧化酶(SOD)、過氧化物酶(POD)以及與植株合成抗菌素和木質(zhì)素等增強(qiáng)其抗性的次生代謝產(chǎn)物合成有關(guān)的多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(PAL)的活性與其抗性呈顯著正相關(guān)。

3.2 抗性遺傳規(guī)律

黃瓜抗病育種中,對(duì)抗枯萎病遺傳規(guī)律的研究及運(yùn)用決定了抗病育種水平的高低。眾多研究表明,黃瓜基因資源中存在抗枯萎病基因[29],且遺傳抗性呈現(xiàn)多種特點(diǎn)。Netzer等[30]通過選用抗病品種‘WIS-248與感病品種雜交,F(xiàn)1表現(xiàn)為抗性,F(xiàn)2分離表現(xiàn)型為抗病∶感病=3∶1,F(xiàn)1與感病親本回交,分離性狀表現(xiàn)為抗病∶感病=1∶1,又根據(jù)其世代表現(xiàn)型分析認(rèn)為黃瓜枯萎病抗性為單顯性基因控制;王亞娟[31]采用抗病品種Q9和感病品種Q10雜交及二者的雜交回交世代進(jìn)行遺傳分析,認(rèn)為其抗性為單隱性基因控制;侯安福等[32]利用不同抗性水平的黃瓜品種或品系進(jìn)行雜交組合,根據(jù)F1、F2和BC2的抗病性表現(xiàn),發(fā)現(xiàn)其抗性為完全或部分顯性,且由4對(duì)基因控制并受細(xì)胞質(zhì)的影響;韓旭等[33]采用抗病品種‘安濃二號(hào)和感病品種‘四葉進(jìn)行雜交及雜交回交世代進(jìn)行遺傳分析,認(rèn)為其抗性是部分隱性基因控制;李新等[34]研究認(rèn)為,抗病對(duì)感病為部分顯性基因控制,且抗病親本作為母本的雜交后代F1的抗性高于感病親本作為母本的,其抗性由6對(duì)基因控制并受細(xì)胞質(zhì)影響。造成上述不同結(jié)論產(chǎn)生的原因可能是其各自研究所采用的黃瓜品種和致病菌不同,不同黃瓜品種之間抗病性存在較大差異,而且不同致病菌的致病能力也存在著較大的差異,同時(shí)在抗病鑒定方法與分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)方面也存在著較大的差異[35]。若黃瓜枯萎病抗性為多基因控制的數(shù)量性狀遺傳,則受環(huán)境影響較大,直接對(duì)表現(xiàn)型進(jìn)行選擇效率較低,所以可通過采用分子標(biāo)記來判斷目標(biāo)基因的存在。

近年來,隨著生物育種技術(shù)的快速發(fā)展,逐漸將現(xiàn)代分子生物學(xué)和傳統(tǒng)遺傳育種相結(jié)合,準(zhǔn)確選擇和有效分離目標(biāo)性狀進(jìn)行精確育種,可借助分子標(biāo)記從DNA分子水平上對(duì)育種材料進(jìn)行篩選,但我國缺乏黃瓜抗枯萎病種質(zhì)并且栽培品種大部分表現(xiàn)出感病[36]。而我國在優(yōu)質(zhì)種質(zhì)資源引入、野生種質(zhì)或近源種質(zhì)資源發(fā)掘、新種質(zhì)材料的創(chuàng)制方面都取得較快發(fā)展,并通過利用AFLP、SCAR、RAPD、SSR等分子標(biāo)記對(duì)黃瓜抗枯萎病性狀相關(guān)基因進(jìn)行檢測、定位和跟蹤,減少黃瓜抗枯萎病品種選育的盲目性。如張海霞[37]對(duì)黃瓜抗病品種‘WIS2757和感病品種‘津研2號(hào)進(jìn)行雜交,采用RAPD技術(shù)與BSA法相結(jié)合,篩選出與黃瓜抗枯萎病基因相互連鎖的RAPD標(biāo)記,奠定了黃瓜抗枯萎病分子標(biāo)記輔助育種的理論基礎(chǔ);王亞娟[31]利用分子標(biāo)記獲得了關(guān)于黃瓜抗枯萎病基因連鎖的AFLP標(biāo)記(E25M70-170 bp/167 bp)和SSR標(biāo)記(CSWCT06A),確定了這2個(gè)標(biāo)記基因的遺傳距離分別為8.12 cM和5.98 cM。

4 黃瓜枯萎病的防治方法

4.1 選育抗病品種

選育抗病性品種是防治黃瓜枯萎病最為經(jīng)濟(jì)有效的措施。近年來,我國先后育成了具有抗枯萎病、耐熱性的露地品種‘津春4號(hào)‘中農(nóng)38號(hào)‘津優(yōu)40號(hào)‘津優(yōu)406‘津優(yōu)409‘京研夏美等;還有適宜耐低溫及弱光的抗枯萎病溫室品種‘津優(yōu)35號(hào)‘中農(nóng)32號(hào)‘唐雜8號(hào)‘濟(jì)優(yōu)12號(hào)等,這些品種不僅具有抗枯萎病,而且具有抗其他病害的特性,更具有良好的結(jié)果特性。但在抗性品種的選育中同時(shí)也受到諸多因素的制約,首先是種質(zhì)資源相對(duì)缺乏,抗枯萎病的資源更為匱乏,收集和篩選較為困難,嚴(yán)重制約抗病品種的選育;其次,新品種選育所需時(shí)間較長,且由于病原菌有多種生理小種易發(fā)生基因組水平轉(zhuǎn)移而出現(xiàn)新的生理小種,導(dǎo)致抗病性品種在短期內(nèi)抗性喪失;此外,黃瓜枯萎病的抗性遺傳較為復(fù)雜,在抗性利用上具有一定的難度,而且當(dāng)抗病性為多基因控制的數(shù)量性狀遺傳時(shí),其抗性水平易受環(huán)境因素的影響,致使抗病品種在黃瓜枯萎病防治上存在一定的局限性[38-39]。

4.2 換土防治

病原菌通常以厚垣孢子、菌絲體或菌核在土壤及病株殘?bào)w上進(jìn)行越冬,待翌年條件適宜時(shí)再次侵染植株。而在設(shè)施栽培條件下,黃瓜復(fù)種指數(shù)極高造成了土壤病原菌積累增加,有研究表明當(dāng)其數(shù)量達(dá)到1×103以上時(shí)[40],即有可能導(dǎo)致黃瓜枯萎病的發(fā)生。作物連續(xù)重茬時(shí),其根系分泌的同種物質(zhì)破壞了土壤微生物的平衡及改變了苯甲酸、苯丙烯酸、對(duì)羥基苯甲酸等化感物質(zhì)的種類和數(shù)量,不僅造成植物本身受到傷害,致使其新陳代謝及抗逆性減弱,而且促使病原菌生長,造成植株發(fā)病率升高[41-42]。因此,作物收獲后應(yīng)及時(shí)清理農(nóng)田病株殘?bào)w,進(jìn)行田外集中深埋或燒毀,選用無病害土壤育苗及改換土壤栽培。

4.3 嫁接防治

黃瓜枯萎病病原菌的高度?;褪乖摼鷮?duì)其他瓜類具有輕度侵染或不侵染的特性,所以采用抗病砧木嫁接可有效克服連作障礙及防御黃瓜枯萎病的發(fā)生,在砧木嫁接過程中抗病砧木的選擇是防治黃瓜枯萎病成敗的決定因子。目前,我國黃瓜嫁接采用的砧木主要為黑籽南瓜,其與黃瓜有較高的生理親和性,具有嫁接成活率高、嫁接后產(chǎn)量高、抗枯萎病效果好等諸多優(yōu)點(diǎn)[43]。雖然采用嫁接技術(shù)防治枯萎病效果顯著,但卻存在嫁接技術(shù)難度高、田間管理難度大以及果實(shí)品質(zhì)下降等諸多因素限制。

4.4 化學(xué)防治

在播種或定植前用50%多菌靈可濕性粉劑、70%甲基硫菌靈可濕性粉劑、25%烯肟菌酯等化學(xué)藥劑對(duì)土壤進(jìn)行消毒處理,并采用溫湯浸種、藥液浸種(50%多菌靈可濕性粉劑1 000倍液、70%甲基硫菌靈可濕性粉劑500倍液等)或種衣劑對(duì)種子進(jìn)行處理,殺死種子表面病原菌的菌絲、孢子等,可以最大限度減少初侵染源從而防治病害的發(fā)生。發(fā)病初期用農(nóng)抗120水劑200倍液、苯菌靈可濕性粉劑1 000倍液、70%甲基硫菌靈800倍液、40%雙效靈水劑800倍液、50%多菌靈500倍液等藥劑噴灑病株或灌根,可有效控制枯萎病的蔓延。如果是日光溫室或塑料大棚等設(shè)施栽培,可在播種前采用2~6 g·m-2的硫磺粉熏蒸或噴釋50 mL·m-2的福爾馬林進(jìn)行悶棚處理,以減少設(shè)施環(huán)境中的病原菌。雖然化學(xué)防治具有高效快速、使用方便、不受地域和季節(jié)限制等優(yōu)點(diǎn),但不合理使用化學(xué)藥劑易產(chǎn)生諸多環(huán)境問題及病原菌抗藥性,所以應(yīng)注意合理規(guī)范施用化學(xué)藥劑。

4.5 生物防治

當(dāng)黃瓜感染枯萎病后,其根際不僅具有致病菌,而且還存在其他微生物種類。這些龐大的微生物種群中存在非致病性、弱致病性尖孢鐮刀菌及對(duì)尖孢鐮刀菌生長代謝形成不利因素的其他微生物,而這些拮抗微生物主要通過削弱病原菌致病力或降低其密度從而達(dá)到降低枯萎病的發(fā)生。隨著近些年人們對(duì)蔬菜品質(zhì)和安全性提出更高的追求,利用植物根系分泌、莖葉淋洗、根茬腐解及微生物代謝等途徑向環(huán)境中釋放化感物質(zhì)進(jìn)行防治[44-45],以阻礙菌絲生長、抑制孢子萌發(fā)及破壞菌體細(xì)胞膜從而降低該病害發(fā)生[46],不會(huì)造成農(nóng)藥殘留等環(huán)境污染問題,更加符合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的思路。

在利用植物化感作用防治時(shí),一般通過作物間作、輪作、套作、混作、前后茬搭配等栽培方式進(jìn)行調(diào)控。如大蒜與黃瓜的套作[47]、洋蔥與黃瓜間作[48]、黃瓜和萵苣間作[49]、旱稻和西瓜輪作[50]等不同的栽培模式對(duì)枯萎病防治具有顯著作用。此外,利用大豆、小麥和燕麥的殘株滲透液[51]、孜然種子提取液[52]及西芹鮮根浸提液、揮發(fā)物[53-54]可以有效抑制病原菌的生長。生防菌主要通過競爭、拮抗、寄生、捕食及誘導(dǎo)植物抗性等機(jī)制防治病害發(fā)生,而黃瓜枯萎病生防菌防治研究中以競爭、拮抗和誘導(dǎo)植物抗性為主。Yang[55]和Lanubile [56]通過利用非致病性、弱致病性尖孢鐮刀菌對(duì)植株產(chǎn)生交叉保護(hù)作用,誘導(dǎo)植株產(chǎn)生防御措施阻礙病原菌再次侵入從而降低植株發(fā)病率。

生防真菌有哈茨木霉菌(Trichoderma harzianum)、綠色木霉菌(Trichoderma viride)、叢枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhiza)等。哈茨木霉菌通過誘導(dǎo)植物產(chǎn)生防御反應(yīng)及分泌細(xì)胞壁降解酶破壞病原菌結(jié)構(gòu)而防治病害發(fā)生[57],如以色列公司開發(fā)的哈茨木霉T39可濕性粉劑、美國公司開發(fā)的哈茨木霉T22制劑Topshield和西班牙Monte開發(fā)的哈茨木霉混合制劑TUSAL均取得明顯的防治效果;叢枝菌根真菌不僅通過共生體促進(jìn)植物生長代謝提高植株抗逆性,而且在營養(yǎng)和侵染位點(diǎn)上與病原菌發(fā)生競爭作用從而抑制枯萎病的發(fā)生[58],如劉東岳等[59]通過應(yīng)用叢枝菌根真菌和根圍促生細(xì)菌合成的生防菌劑可使黃瓜枯萎病病情指數(shù)下降58.4%;綠色木霉菌與病原菌發(fā)生位點(diǎn)、營養(yǎng)競爭阻礙病原菌生長代謝,產(chǎn)生幾丁質(zhì)酶、β-1,3-葡聚糖酶和蛋白酶降解病原菌細(xì)胞壁[60],如新西蘭開發(fā)的木霉制劑Trichoflow、中國開發(fā)的綠色木霉制劑特立克和俄羅斯Kolombet研制的木霉制劑Myco1在田間防治上均取得顯著效果。生防細(xì)菌有假單胞菌屬(Pseudomonas)、芽孢桿菌屬(Bacillus)和大腸桿菌(Escherichia coli)等,其防治機(jī)制主要通過與病原菌競爭營養(yǎng)物質(zhì)、形成拮抗作用及促進(jìn)植物生長提高抗逆性,如假單胞菌和枯草芽孢桿菌對(duì)黃瓜枯萎病的防治分別達(dá)到67.5%和73.6%[61-62]。多數(shù)放線菌可以依靠代謝產(chǎn)生抗生素等次級(jí)產(chǎn)物干擾病原菌生長代謝,一些放線菌還具有促進(jìn)黃瓜生長發(fā)育,增加黃瓜產(chǎn)量的作用[63-64]。

5 展 望

黃瓜枯萎病抗性遺傳規(guī)律的不確定性及遺傳變異基礎(chǔ)的相對(duì)狹窄,致使黃瓜抗病品種選育受到嚴(yán)重制約,而采用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)不受環(huán)境因素和其他基因型的影響而得到快速發(fā)展,但相對(duì)水稻、小麥、棉花等大田作物的研究相對(duì)滯后。在水稻抗病遺傳方面,抗性遺傳的主效基因不僅被發(fā)掘、定位與克隆,而且有關(guān)控制病斑大小和病斑數(shù)量的部分抗性QTL位點(diǎn)也被定位,以及高密度遺傳圖譜的構(gòu)建致使其在抗病品種的選育上向著精確高效的方向轉(zhuǎn)變,且隨著廣譜性單基因抗病品種的種植而導(dǎo)致病原小種加速變異的情況下,具有增強(qiáng)抗性、拓寬抗譜及延緩品種抗性的聚合育種得到快速發(fā)展,而這些研究成果為未來黃瓜抗枯萎病品種的選育提供了理論基礎(chǔ)及研究方向。

在黃瓜枯萎病的防治上,其發(fā)展方向趨向低毒、低殘留及綠色生態(tài)型發(fā)展。生物防治被大量研發(fā)與關(guān)注,卻存在防治見效慢、受外界環(huán)境影響大、防治持久性差以及非致病菌易在外界條件作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橹虏【葐栴}而嚴(yán)重制約其推廣與發(fā)展。在利用植物化感作用防治時(shí),只關(guān)注其防治效果而對(duì)防治機(jī)制研究甚少,所以可以通過基因組學(xué)、蛋白組學(xué)等方法,深入揭示枯萎病防治中化感作用對(duì)植株光合作用、營養(yǎng)吸收與代謝、植株病程相關(guān)基因表達(dá)與蛋白合成及活性的影響。利用化感作用進(jìn)行防治時(shí)會(huì)激起受體產(chǎn)生一系列的聯(lián)機(jī)反應(yīng),從而引起基因表達(dá)的改變,作為基因表達(dá)產(chǎn)物及生物功能直接體現(xiàn)者的蛋白質(zhì)就會(huì)因基因的調(diào)控出現(xiàn)表達(dá)差異,所以可通過蛋白質(zhì)的定性、定量檢測來探索其表達(dá)模式及互作關(guān)系,為植物化感作用防治枯萎病的研究及利用積累理論基礎(chǔ)。

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