胡遠(yuǎn)彬，梁小玉，季 楊，易 軍

（四川省畜牧科學(xué)研究院，成都 610066）

白粉病是牧草生產(chǎn)中常見(jiàn)的葉部真菌病害之一，在全世界分布廣泛，隨著全球氣候變暖，白粉病的危害日趨加劇，在豆科苜蓿屬、三葉草屬、草木犀屬、野豌豆屬，禾本科燕麥屬、早熟禾屬等牧草上都有報(bào)道。有研究表明，白粉病不僅使牧草產(chǎn)草量及產(chǎn)種量降低，還會(huì)使牧草的品質(zhì)及適口性變差，對(duì)家畜有不同程度的毒性危害［1］，嚴(yán)重制約了畜牧業(yè)的發(fā)展。為此，作者查閱了大量牧草白粉病的相關(guān)文獻(xiàn)，對(duì)牧草白粉病的病原菌發(fā)病規(guī)律及危害、牧草抗病基因等方面的研究進(jìn)行了總結(jié)，以期為探索牧草白粉病未來(lái)的研究方向提供一定的參考。

1 白粉病的病原菌

牧草白粉病是由白粉菌引起的植物病害。白粉菌是子囊菌門(mén)白粉菌目真菌的總稱(chēng)，種類(lèi)繁多，廣泛分布于世界各地，主要分布在北溫帶［2］，是被子植物中雙子葉植物和單子葉禾本科植物上的氣傳活體寄生真菌。白粉菌對(duì)寄主專(zhuān)化性較強(qiáng)，不同屬的白粉菌有其特定的寄主范圍，如布氏白粉菌屬只侵染禾本科植物，一般白粉菌只能侵染同屬內(nèi)的幾種植物，但許多植物可以被不止一個(gè)屬的白粉菌感染［3］。牧草種質(zhì)資源豐富，以豆科和禾本科的種類(lèi)最豐富、優(yōu)良種類(lèi)最多、利用價(jià)值最高［4］，但均易受白粉菌侵害，其中禾本科牧草白粉菌主要為布氏白粉菌屬禾布氏白粉菌，豆科牧草上寄生的白粉菌種類(lèi)較多，主要有白粉菌屬豌豆白粉菌、車(chē)軸草白粉菌、蓼白粉菌、胡枝子白粉菌及內(nèi)絲白粉菌屬豆科內(nèi)絲白粉菌等。

2 白粉病的發(fā)病癥狀及對(duì)牧草的危害

白粉病主要危害植物葉片，嚴(yán)重時(shí)可危害莖稈和葉柄（鞘）等部位。發(fā)病癥狀由病初微小的白色粉狀霉點(diǎn)擴(kuò)大為近圓形或長(zhǎng)橢圓形的病斑，病斑不斷擴(kuò)大、匯合，最后整個(gè)葉面覆滿(mǎn)白色粉狀霉層（即病菌的分生孢子）。有些植物發(fā)病后期在霉層上聚生一些肉眼可見(jiàn)的黃褐色或黑色的小顆粒（即病菌的閉囊殼）。

白粉病可降低牧草葉片的光合作用，加速其呼吸作用和蒸騰作用，發(fā)病較重的植物葉片變黃、早枯。大量的研究表明，白粉病對(duì)牧草品質(zhì)、適口性、產(chǎn)草量及種子產(chǎn)量均有較嚴(yán)重的影響。苜蓿感染白粉病會(huì)使種子產(chǎn)量減產(chǎn)41%～50%，草產(chǎn)量降低30%～40%，粗蛋白含量減少16%，消化率下降14%［5］；紅豆草感染白粉病會(huì)使種子減產(chǎn)50%左右［6］；黃花草木樨感染白粉病會(huì)使粗蛋白降低12%，粗纖維增加26.8%［7］；箭筈豌豆感染白粉病會(huì)使干物質(zhì)明顯降低，干物質(zhì)中氮含量也有所下降［8］；早熟禾感染白粉病會(huì)使鮮草產(chǎn)量降低42.3%［9］。家畜采食感病牧草后能引起不同程度的毒性，如母畜采食感病雜三葉草會(huì)引起流產(chǎn)［1］。

3 白粉病的發(fā)病規(guī)律

白粉病是一種多循環(huán)病害，主要以閉囊殼或休眠菌絲、分生孢子在病株或病殘?bào)w上越冬，翌年春季以閉囊殼釋放的子囊孢子或分生孢子初侵染，隨后新產(chǎn)生的分生孢子隨風(fēng)、雨、昆蟲(chóng)等傳播媒介引起病害的再侵染和大面積流行。

環(huán)境因素是白粉菌及其寄主植物賴(lài)以生存的外部條件，也是白粉病發(fā)生和流行的重要因素。桑維均等［10］研究了紅三葉白粉菌分生孢子的萌發(fā)條件，結(jié)果表明，溫度21～25℃、飽和濕度和pH 值6.5 為最適萌發(fā)條件。苜蓿白粉病發(fā)生的適宜濕度為52%～75%、溫度20～28℃，高于30℃或低于20℃則發(fā)病緩慢，高于35℃出現(xiàn)隱癥［11］。多數(shù)研究表明，白粉病的發(fā)生與降水量的關(guān)系最密切。張蓉等［12］研究發(fā)現(xiàn)，寧夏苜蓿白粉病的發(fā)生程度由8 月下旬至9 月上旬降雨量直接決定，但潮濕多雨抑制白粉病的發(fā)生。劉建寧等［13］的研究結(jié)果表明，沙打旺白粉病發(fā)病率為豐水年（34.8%）＞正常年（26.2%）＞干旱年（19.8%）。Papastylianou［8］研究發(fā)現(xiàn)，箭筈豌豆在降雨量超過(guò)250 mm 時(shí)會(huì)爆發(fā)白粉病，造成嚴(yán)重?fù)p失。李克梅等［14］研究發(fā)現(xiàn)，光照對(duì)該病菌孢子的萌發(fā)具有抑制作用，隨著紫外線(xiàn)和直射光照處理時(shí)間的延長(zhǎng)，苜蓿白粉病菌分生孢子萌發(fā)率呈持續(xù)下降趨勢(shì)。王颯等［15］利用日均溫、降雨量、濕度等因子，初步建立了苜蓿白粉病的預(yù)測(cè)模型，該模型預(yù)測(cè)精度高、簡(jiǎn)便易行，可在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。

4 牧草白粉病的抗病機(jī)制

植物受到病原菌侵染后，其形態(tài)、結(jié)構(gòu)和生理生化特征常發(fā)生改變，這些變化多與植物的抗病性有關(guān)。張?jiān)伱返龋?6］研究發(fā)現(xiàn)，紫花苜蓿葉片受豌豆白粉菌侵染后，抗病品種慶陽(yáng)葉片柵欄細(xì)胞由長(zhǎng)圓形變?yōu)槎鄠€(gè)近圓形細(xì)胞，細(xì)胞分布均勻，排列緊湊，葉肉細(xì)胞由侵染前的4～5 層變?yōu)?～8 層，這種變化可能對(duì)植物抗病性有積極作用。葉綠素是植物進(jìn)行光合作用的主要色素，其含量的高低能夠直接反映植物的抗病性強(qiáng)弱［17］。徐秉良等［18］的研究結(jié)果表明，不同抗病性的苜蓿品種間葉綠素含量差異不顯著（P＞0.05），接種白粉菌后品種間的葉綠素含量有顯著變化，且葉綠素含量隨發(fā)病程度的增加而顯著降低，感病品種葉綠素含量下降的幅度明顯大于抗病品種。邢會(huì)琴等［19］的研究結(jié)果表明，不同供試苜蓿品種接種白粉菌后，葉片苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性和過(guò)氧化物酶（POD）活性均升高，其中抗病品種PAL 活性升高幅度顯著大于感病品種（P＜0.05），其變化與病情指數(shù)呈負(fù)相關(guān)，而POD 活性的變化則相反，表明POD 活性和PAL 活性與苜蓿品種對(duì)白粉病的抗性密切相關(guān)。劉曉玲等［20］研究了紅三葉對(duì)白粉病的抗性機(jī)理，發(fā)現(xiàn)岷山紅三葉隨著抗病性減弱，超氧化物歧化酶（SOD）、POD、PAL、可溶性糖、丙二醛、游離脯氨酸、葉綠素a 和葉綠素b 含量均降低，其中免疫植株SOD 活性、可溶性糖和游離脯氨酸含量均是高感植株的2 倍多，免疫植株葉綠素a、葉綠素b 和丙二醛均是高感的1 倍多。Vancker 等［21］研究發(fā)現(xiàn)，隨著燕麥抗病性增加，燕麥葉片氧化型谷胱甘肽（GSSG）比例增加，抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）、谷胱甘肽還原酶（GR）、脫氫抗壞血酸還原酶（DHAR）和單脫氫抗壞血酸還原酶（MDHAR）的活性均降低。

5 綜合防治措施

白粉菌是專(zhuān)性寄生菌，對(duì)寄主有高度專(zhuān)化性，選育和利用抗病品種是防治白粉病最經(jīng)濟(jì)有效的措施［22］。目前，國(guó)內(nèi)外牧草白粉病抗病品種選育工作主要集中在對(duì)現(xiàn)有種質(zhì)資源進(jìn)行抗病性評(píng)價(jià)方面，通過(guò)室內(nèi)接種和田間自然發(fā)病篩選白粉病抗性種質(zhì)材料，研究較多的牧草有苜蓿［23］、燕麥［24］、紅三葉［25］，紅豆草［26］和鵝觀(guān)草［27］等，但能應(yīng)用于生產(chǎn)的抗白粉病牧草品種匱乏。在生產(chǎn)中，化學(xué)防治是有效控制病情發(fā)展的措施之一，但由于牧草本身的特性以及經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和食品安全等因素，制約了農(nóng)藥的使用。因此，防治牧草白粉病，必須通過(guò)合理栽培模式、科學(xué)的田間管理與利用等綜合防治措施，以減少白粉病對(duì)牧草的危害，如適宜的種植密度、科學(xué)施肥和灌溉、適時(shí)放牧（刈割）等。

6 牧草白粉病抗性基因相關(guān)研究

抗病基因是培育抗性品種的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，但牧草白粉病抗性基因研究比較薄弱，僅在抗性基因克隆、定位以及相關(guān)分子標(biāo)記方面有報(bào)道。

中間偃麥草為小麥近緣屬植物，與白粉病抗病基因相關(guān)研究較多，已報(bào)道的抗病基因有Pm40和Pm43［28］，利用RT-PCR 和RACE 方法克隆到的抗病相關(guān)基因有SGT1［29］和RAR1［30］。此外，可能來(lái)源于中間偃麥草的抗白粉病相關(guān)基因有TiAsp［31］、PmCH83［32］和PmCH7124［33］等。Okoń［34］研究發(fā)現(xiàn)，在波蘭地區(qū)燕麥抗白粉病基因PM4和PM7是高度抗性基因，而PM6、PM1和PM3控制的抗性無(wú)效。栽培燕麥品種“Rollo”與六倍體燕麥品種“Mostyn”均攜帶抗白粉病基因Eg-3，該基因?yàn)轱@性基因，位于17 號(hào)染色體上［35］。Yu 等［36］對(duì)大穗燕麥導(dǎo)入六倍體燕麥中的白粉病抗性基因研究表明，該抗性由顯性基因（暫定為Eg-5）控制；利用集團(tuán)分離分析法（BS?A）、SSR 和STS 標(biāo)記對(duì)AM27בNeklan’和AM28בFl mingsprofi’F3分離群體分析發(fā)現(xiàn)，在2 個(gè)群體中SSR 標(biāo)記AM102 和STS 標(biāo)記ASE41M56 均與EG-5基因連鎖，遺傳距離分別為2 cM 和0.4 cM；STS 標(biāo)記ASE45M56、ASE36M55 在A(yíng)M27בNeklan’群 體 中 與EG-5連鎖，遺傳距離1 cM；通過(guò)比較作圖將該基因定位到六倍體燕麥圖譜連鎖群22_44+18 的區(qū)域。Montilla等［37］利用分子標(biāo)記對(duì)燕麥的商業(yè)品種和地方品種進(jìn)行全基因組關(guān)聯(lián)分析結(jié)果表明，成株期DART 標(biāo)記OPT-5014 與白粉病抗性密切相關(guān)。Okoń 等［38］研究表明，SCAR-BG8 標(biāo)記可用于篩選燕麥抗白粉病和含有OMR2 的基因型。Schejbel 等［39］利用多年生黑麥草育成品種“Veyo”和生態(tài)型“Falster”雜交F2184 份材料為作圖群體，鑒定出2 個(gè)抗白粉病QTL，位于連鎖群LG3 和LG7；6 個(gè)抗性基因類(lèi)似物（RGA）和3 個(gè)漆酶位于LG2、LG3、LG4、LG5 和LG7。田久勝［40］利用高感白粉病品種（岷山紅三葉）與抗白粉病品系（紅三葉新品系）雜交F1為作圖群體，利用AFLP 技術(shù)構(gòu)建7 個(gè)連鎖群，檢測(cè)到5 個(gè)抗白粉病相關(guān)的QTL 位點(diǎn)，其中qrp-5 位于LG5連鎖群，其余位點(diǎn)均位于LG4 連鎖群；5 個(gè)QTL 位點(diǎn)均為正效應(yīng)，其中qrp-1 為主效QTL，貢獻(xiàn)率最大（90%）；發(fā)現(xiàn)E5M2-07 標(biāo)記與該性狀緊密連鎖。苜蓿近緣種蒺藜苜蓿接種豌豆白粉菌后，A17 基因型對(duì)白粉病表現(xiàn)出較強(qiáng)抗性；抗性遺傳規(guī)律表明，白粉病的抗性涉及3 個(gè)不同的基因座，分別為4 號(hào)染色體上的EPP1 和5 號(hào)染色體上的EPA1 和EPA2［41］。

7 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及草食畜牧業(yè)發(fā)展，牧草種植面積不斷擴(kuò)大、產(chǎn)業(yè)化程度逐漸提高，牧草白粉病這種氣傳性真菌病害的發(fā)生面積和危害程度會(huì)急劇增加。因此，要加強(qiáng)對(duì)病原菌種類(lèi)鑒定、分布和流行規(guī)律的研究，為研發(fā)新型藥劑、探索高效防治措施奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，應(yīng)積極開(kāi)展現(xiàn)有牧草種質(zhì)資源，尤其是野生牧草資源抗病性評(píng)價(jià)工作，并利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)挖掘抗病新基因，篩選主效基因、功能基因和輔助分子標(biāo)記，為牧草抗病育種提供基因資源。