郭薦碩，孫凌俊，馬麗，高圣華，朱紹坤

（遼寧省果樹科學研究所，遼寧熊岳115009）

葡萄作為我國主要水果之一，一直受到葡萄根癌病的危害，造成產(chǎn)量和經(jīng)濟的損失。葡萄根癌病形成的腫瘤阻礙營養(yǎng)運輸，最終導致植株死亡。遼寧葡萄種植面積約480 km，產(chǎn)量達80萬t，以鮮食為主，主產(chǎn)區(qū)位于遼寧南部、西部。每年受病害影響嚴重，其中根癌病是致死率極高的細菌性病害之一，部分園區(qū)發(fā)病率達30%以上，個別高達90%以上，減產(chǎn)25%～60%，嚴重時造成絕收甚至毀園。主要在寒冷季節(jié)發(fā)生普遍，大部分葡萄產(chǎn)區(qū)與苗圃區(qū)域均有發(fā)生。

1 葡萄根癌病的特點

發(fā)病初期瘤狀稚嫩，多呈肉質(zhì)狀，其發(fā)病部位往往隱蔽不易察覺，后期瘤狀逐漸木質(zhì)化，形成堅硬組織，隨著腫瘤膨大至數(shù)厘米表現(xiàn)為表皮粗糙，出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，易被混淆成愈傷組織。其主要阻斷養(yǎng)分的吸收和水分的輸送，最終導致植株死亡。

2 葡萄根癌病病菌的分類

很長一段時間，針對根癌病病菌的分類持有不同觀點。布坎南主要根據(jù)是否具有致病性進行分類。Van等研究表明，在轉(zhuǎn)入致病性Ti質(zhì)粒后其土壤桿菌具有致病能力，由于致病性質(zhì)粒的存在決定形狀的不穩(wěn)定。Holmes等則建議根據(jù)數(shù)值分類。Kersters等將根癌土壤桿菌屬分4個種，但不同種內(nèi)又出現(xiàn)相同生物型。Sawada和Bouzar等最終將土壤桿菌屬分為4類。目前被廣泛接受的就是土壤桿菌的這種分類系統(tǒng)。葡萄根癌病菌屬于土壤桿菌屬，其主要有根癌土壤桿菌（Agrobacterium tumefaciens）、葡萄土壤桿菌（Agrobacterium vitis）、發(fā)根土壤桿菌（Agrobactrium rhizogenes）、懸鉤子土壤桿菌（Agrobacterium rubi）。

3 根癌病原菌的形態(tài)特征

菌體呈桿狀，大小為0.8μm×1.5～3.0μm，具周生鞭毛，革蘭氏陰性菌，不形成芽孢。菌落半透明乳白色、呈圓形。液體培養(yǎng)基呈渾濁。適宜生長溫度為25～28℃，51℃致死（10 min）。最佳pH值為7.3，適宜pH值范圍5.7～9.2。

4 葡萄根癌病的致病機理

葡萄根癌病原菌的致病性主要由質(zhì)粒的類型所決定，通?？蓴y帶2個質(zhì)粒，但并非所有攜帶質(zhì)粒都有致病性，質(zhì)?；蚪M決定其致病性。目前研究表明，攜帶Ti質(zhì)粒的病原菌多數(shù)具有致病性（致瘤性），攜帶Ri質(zhì)粒多數(shù)能夠誘發(fā)發(fā)根。Ti質(zhì)粒主要具有4個保守功能基因區(qū)：a.T-DNA區(qū)，決定腫瘤形態(tài)和冠癭堿合成；b.毒性Vir區(qū)，參與T-DNA轉(zhuǎn)移與加工；c.冠癭堿分解代謝區(qū)；d.tra區(qū)，促使質(zhì)粒在細菌間接合轉(zhuǎn)移和群體信號感應、rep區(qū)，質(zhì)粒的復制功能區(qū)。T-DNA兩側(cè)各有一段25bp重復性正向序列，稱為TDNA的邊界，其中Vir區(qū)緊鄰T-DNA左邊界，包括VirA、VirB、VirC、VirD、VirE、VirF、VirG和VirH各組分功能發(fā)揮并行使各自功能。但通常Vir區(qū)基因不表達，當受到植物細胞信號代謝產(chǎn)物激活才正常行使功能。Ti質(zhì)粒中T-DNA整合到植物體內(nèi)，造成代謝功能失常從而無限生長為腫瘤細胞，才形成類似瘤狀物。受侵染的植物細胞往往分泌一種氨基酸衍生物，并以此界定為Ti質(zhì)粒類型。因此可分為章魚堿型（otopine）、胭脂堿型（nopalin）、農(nóng)桿堿型（agropine）、農(nóng)桿菌素堿型（agrocinpine）4種類型。

5 根癌病病原菌的侵染過程

細菌性病害能夠進化出一套具有識別效應與躲避植物防御系統(tǒng)的能力，能夠識別植物細胞的信號物質(zhì)并進行針對性的侵染。傷口侵染是最直接最便捷的方式，與大多數(shù)正常細菌性病害相同，根癌病菌能大量附著在傷口附近形成侵染的前提；并通過Ti質(zhì)粒T-DNA轉(zhuǎn)移到宿主細胞中并整合。植物在受到外界刺激與創(chuàng)傷后，往往形成酚類、糖酸等信號物質(zhì)。病原菌細胞壁往往作為識別效應器。促使病菌能夠大量聚集在植物細胞表面，提供了T-DNA的轉(zhuǎn)移，恰好正是這些分泌物質(zhì)能夠激活Vir區(qū)功能，行使各自功能區(qū)的分工提供T-DNA所需蛋白進行加工轉(zhuǎn)運。Vir區(qū)的活化是TDNA所必需。葡萄土壤桿菌也能通過定殖的方式進行侵染，研究表明TAR是決定在葡萄中選擇性定殖的遺傳因子。

6 葡萄土壤桿菌的遺傳性

20世紀80年代，受世界寒流的影響，導致葡萄根癌病加重。葡萄土壤桿菌被廣泛的深入研究，發(fā)現(xiàn)葡萄土壤桿菌(A.vitis)具有特定宿主模式，具有識別和專一性，往往形成病原優(yōu)勢菌。研究表明，其致病因子Ti質(zhì)?？赡軟Q定其宿主范圍，與此同時VirA、VirC和T-DNA編碼細胞分裂素的基因ipt決定其寄主的范圍。此外，葡萄土壤桿菌中染色體也發(fā)揮著重要作用，相關編碼多聚半乳糖醛酸酶（oplygalatuornase,PG）、葡聚糖內(nèi)切酶（ednoglucanase）等也決定宿主范圍。

7 葡萄根癌病的防治措施

植物長期暴露在自然環(huán)境中，往往會形成病原菌、植物與環(huán)境三者之間的相互作用，在植物與病原菌侵染抵御中，往往進化出一套免疫系統(tǒng)。然而病原菌在被植物免疫系統(tǒng)識別后會演化出具有隱蔽性的侵染因子。環(huán)境因子在植物與病原菌之間起到了重要作用，在病害防治中主要是通過改變?nèi)咧g的關系，以削弱或防止病害的發(fā)生，優(yōu)化植物正常生長的環(huán)境，起到保護農(nóng)作物的作用。其中阻斷病原菌傳染鏈，做到提前預防，提高植物抗病性、加強對病菌的侵染能力，通過物理、化學等方式的防治，通過病原菌、植物與環(huán)境之間的制衡，達到最佳效果。

葡萄根癌病特殊的致病性，往往給現(xiàn)實生產(chǎn)中造成不可挽回的損失。目前傳統(tǒng)防治的方式方法往往在根癌病大范圍發(fā)生時的效果不佳，達不到理想的效果。直到Kerr分離出的K84菌株能夠分泌抑菌素等物質(zhì)能夠有效地抑制根癌病，才針對葡萄根癌病的防治有了更多的研究。

7.1 植物檢疫

植物檢疫是在病原菌侵染之前行之有效的最佳方式，能夠在病原菌傳播途徑上進行阻隔，起到杜絕病原菌傳播和大范圍傳染的作用。此種方式已經(jīng)成為目前在控制葡萄根癌病蔓延的第一道防線。目前研究出很多病原菌的檢測方法和技術，如血清取樣、常規(guī)分離、真空抽濾、DNA分子雜交等，其中最為便捷快速實用的是基礎PCR分子檢測技術。Bini等利用特異性引物對不同生物型致病菌進行檢測，為致病機理提供參考。

7.2 傳統(tǒng)方法

目前為止，當根癌病發(fā)生之后并沒有什么合理有效地防治措施?？咕鷦╇m然對治療根癌病起到緩解作用，但由于其獨特的致病性與發(fā)病的隱蔽性，往往過多地使用化學藥劑而引起病原菌的抗藥性。主要在生產(chǎn)實踐時及時對傷口進行消毒處理，操作時盡量避免傷口發(fā)生，以預防為主。

7.3 加強田間管理

眾所周知，田間管理在病原菌與植物互作時起到重要作用，在防治過程中要遵從科學防治、綜合考量，在確保營養(yǎng)的情況下盡量減少病害的發(fā)生。土壤是葡萄根癌病病菌最佳的生存環(huán)境，施肥一方面提供植物正常生長所需的營養(yǎng)，另一方面也有利于滋生病原菌。在葡萄建園前及時對園區(qū)進行高溫消毒滅菌，防治土傳病害的發(fā)生；及時清理病害植株；葡萄在不同生理狀態(tài)下需水量存在差異，在適宜的時期保證充足的分水，增強其抗性。

7.4 選育高抗品種

目前，在病害防治中，選育高抗品種成為主流趨勢，將選育抗性品種作為防治根癌病的一個重要途徑，通過嫁接、雜交、誘變等方式增強植株本身的抗性。Szegedi等研究表明，葡萄不同品種對根癌病的抗性由顯性因子決定。不同砧木在抗性能力上表現(xiàn)出不同的差異性，目前在抗寒方面應用最多的砧木為山葡萄和‘貝達’（V.labrusca Linn×V.riparia Michx.）。在砧木選擇方面應多方面考慮其抗性的優(yōu)勢。在選育對根癌病具有高抗品種之外，還應對抗寒、抗病等方面綜合考量和試驗。也可通過其他方式達到選育高抗品種的目的，如柴菊華等對不同野生種進行抗性鑒定，篩選出高抗株系。

7.5 生物防治

生物防治利用有益微生物對病原菌的拮抗作用、競爭作用（位點競爭、營養(yǎng)競爭等）、誘導寄主產(chǎn)生抗病性等方式達到防治的效果。生產(chǎn)醫(yī)療用的抗生素是微生物或高等植物分泌的一種次級代謝產(chǎn)物，有抑菌或殺菌的作用。因此，可利用微生物獨特的代謝生理現(xiàn)象起到保護植株的作用。一些具有非致病性生防菌株能夠在植物不同組織部位迅速定殖，利用搶先優(yōu)勢位點形成優(yōu)勢菌群防止病原菌的侵染；或通過定殖的方式誘導植物抗性。Kawaguchi等研究表明，非致病性菌株VAR03-1和ARK-1的浸提液對葡萄根癌病病原菌有一定的抑制作用，但兩者的機制不同。

植物在與病原菌長期互作的情況下，進化出一套自身免疫系統(tǒng)。在受到有益微生物或病原菌侵染時會激活免疫信號，使自身免受或減輕病原菌的危害。因此有益微生物在植物生長和抗性方面起到重要作用，并促進生長和強化自身免疫能力。1970年，Gianonazi首次在煙草中發(fā)現(xiàn)病程相關蛋白（pathogenesis-relatet protein,PR），病程相關蛋白PR10（pathogenesis-relatet protein 10）是植物防御體系重要組成部分。

8 展望

葡萄根癌病病害成為世界上最主要、最普遍、危害最嚴重的病害之一，在我國大部分地區(qū)造成無可挽回的經(jīng)濟損失。在實際生產(chǎn)實踐中應注重綜合防治、預防為主的科學防治理念。目前而言，國內(nèi)優(yōu)良品種在抗病性方面存在不足，當前生產(chǎn)中對葡萄根癌病的防治仍以傳統(tǒng)的防治方法為主，長期下去會存在農(nóng)藥的殘留、病原菌產(chǎn)生抗藥性、土壤養(yǎng)分的流失、甚至品種間產(chǎn)生變異情況。目前我國地域?qū)拸V，葡萄種質(zhì)資源豐富，通過多方式雜交和基因工程進行選育葡萄根癌病的高抗品種，同時與采取綠色持續(xù)的生物防治方式結(jié)合，達到綜合防治葡萄根癌病的效果。