龍同 張亞妮 楊妮娜

摘要：就大白菜根腫病（plasmodiophoa brassicae Woron）病原分類地位、危害現(xiàn)狀、生物防治及其抑菌機理進行了綜述。國內(nèi)外研究機構(gòu)對大白菜根腫病生物農(nóng)藥真菌、放線菌、芽孢桿菌等方面均有研究，已見報道多株鏈霉菌對根腫病有較好的防病效果，有待進一步研究開發(fā)。蕓薹根腫菌以休眠孢子萌發(fā)作為其侵入十字花科蔬菜寄主病害循環(huán)的第一步，進入寄主組織后則以游動孢子為主要為害形態(tài)，存在無性短循環(huán)階段，病害循環(huán)復雜。抑制休眠孢子萌發(fā)可以作為防治根腫病的主要手段之一;以休眠孢子為切入點開展根腫病研究已成為研究熱點。

關(guān)鍵詞：大白菜根腫病（plasmodiophoa brassicae Woron）;生物農(nóng)藥;鏈霉菌;休眠孢子;研究進展

中圖分類號：S436.341? ? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：0439-8114（2019）05-0005-04

Abstract： The taxonomic status， damage status， biological control and anti-bacteria mechanism of Chinese cabbage clubroot disease were reviewed. Some strains from fungi， actinomycetes and Bacillus as biological pesticide against Chinese cabbage clubroot disease were studied by the researchers in the world. It had been reported that many Streptomyces had preventive control effects on clubroot disease， which needed further research and development. The first step of the disease cycle in the cruciferous vegetable host was the germination of dormant spores of Brassica brassicae. When it entered the host tissues， the zoospores would be the main damage form， and there was also a short asexual cycle stage， so the disease cycle was complex. Inhibiting dormant spore germination could be one of the main method to control club-root disease. Taking dormant spores as a targeting point to control Chinese cabbage clubroot disease had become a hot spot of interests from experts in various countries.

Key words： Chinese cabbage clubroot disease; biological pesticides; streptomyces; dormant spores; research progress

十字花科根腫病是一種世界性土傳病害，其致病菌目前尚無法人工培養(yǎng)，其分類地位尚存在爭議（有學者將其歸于鞭毛菌，也有學者將其歸于粘菌），目前國際上普遍將其歸于原生動物，其休眠孢子在土壤中能存活10年以上[1-3]。近年，根腫病在湖北、云南、四川、貴州、浙江、福建等省高山十字花科蔬菜種植區(qū)發(fā)生嚴重，已成為制約中國高山大白菜、甘藍、蘿卜反季節(jié)生產(chǎn)的主要因素之一，其中尤以大白菜受害最重，嚴重地塊甚至絕收，每公頃損失45 000元以上[4-7]。

防治根腫病的有效方法主要包括撒石灰調(diào)節(jié)土壤pH、輪作、種植抗病品種等，但由于存在土壤板結(jié)、經(jīng)濟效益差、不耐儲運等缺點，上述措施均未大面積推廣。目前尚沒有特效藥能夠防治大白菜根腫病，對于重癥地塊，常規(guī)殺菌劑如多菌靈、福美雙、代森錳鋅等防效不明顯，市場上表現(xiàn)最好的是日本石原株式會社的50%氟啶胺SC與10%氰霜唑SC組合，防效能達到85%，但由于抑制種子萌發(fā)及使用成本高昂（每公頃近6 000元）等原因，也尚未得到大面積推廣應用[8-10]。

1? 大白菜根腫病生物農(nóng)藥研究現(xiàn)狀

國內(nèi)外關(guān)于大白菜根腫病生物農(nóng)藥真菌、放線菌、芽孢桿菌等方面均有較多的研究報道，并且取得了研究進展。

日本研究者將大白菜播種在從麥田、油菜田、白菜地及草地采回的土壤中，60 d后，從大白菜根中分離得到大量內(nèi)生真菌，通過盆栽試驗篩選獲得2株內(nèi)生真菌Heteroconium chaetospira H4007、M4006，病指分別為23、15，顯著高于其他屬種處理及空白對照，通過種子處理顯示有促生作用[11，12]。Arie等[1]利用Phoma glomerata JCM 9972有效控制根腫病的發(fā)生。Cheah等[13]通過溫室和田間試驗得到可抑制根腫病菌的3個木霉菌株（TC32、TC45和TC63）和1個鏈霉菌菌株（S99）。韓國研究人員從大白菜根部分離獲得81株內(nèi)生放線菌，通過大白菜根腫病盆栽試驗，獲得3株具有開發(fā)潛力的內(nèi)生放線菌，其中2株Microbispora rosea subsp. rosea防效分別為58%和33%，1株Streptomyces olivochromogenes防效達42%[14]。四川農(nóng)業(yè)大學研究人員從四川根際土中分離出1株灰紅鏈霉菌Streptomyces griseoruber，其對大白菜根腫病盆栽試驗防效達到73.69%[15，16]。何月秋等[17]從大白菜根際土壤中分離到1株枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）XF-1，其對根腫病的室內(nèi)防效達85%，田間防效達68.6%～84.8%。長江大學將枯草芽孢桿菌Bacillus subtilis與固氮類芽孢桿菌Paenibacillus azotofixans用于根腫病綜合防治，防效達到85%[18]。湖北省生物農(nóng)藥工程研究中心（現(xiàn)國家生物農(nóng)藥工程技術(shù)研究中心）通過大量盆栽及田間試驗篩選出1株放線菌WS24926，其防效達到95%[19]。

其中，日本學者Arie等[1]對生防菌P.glomerata

JCM 9972防病機理進行了較為深入的研究。從感病植株存在根部生長素水平偏高50～100倍的現(xiàn)象出發(fā)，采用大白菜盆栽法，以活性跟蹤為導向，樹脂吸附、柱層析、分離純化大白菜根腫病生防菌球狀莖點霉（P.glomerata）活性化合物，通過測定其對感病植株生長素吲哚-3-乙酸indole-3-acetic acid（IAA）分泌水平的影響，揭示了球狀莖點霉（P.glomerata）防治十字花科根腫病的抑菌機理：球狀莖點霉通過次生代謝產(chǎn)物頂環(huán)氧菌素（epoxydon）抑制感病大白菜生長素IAA分泌水平從而防治十字花科根腫病。

另外，伴隨蕓薹根腫菌高純度休眠孢子獲取技術(shù)[12，20]以及休眠孢子染色技術(shù)[20-25]的不斷發(fā)展完善，蕓薹根腫菌防治技術(shù)及生物農(nóng)藥篩選研究技術(shù)水平得到了較大提高，特別是Hoechest33342-PI熒光復染技術(shù)，被染休眠孢子相對分散不聚團且清晰易辨利于計數(shù)。Niwa等[22]采用多種染色休眠孢子的手段，準確評價土壤pH對休眠孢子萌發(fā)的影響。Lee等[14]從81株內(nèi)生放線菌中篩選獲得3株對蕓薹根腫病具有生防潛力的優(yōu)良菌株。云南農(nóng)業(yè)大學Li等[26]研究證明枯草芽孢桿菌產(chǎn)生環(huán)脂肽類物質(zhì)（Fengycin-Type Cyclopeptides）致使根腫病休眠孢子內(nèi)含物外溢。

2? 根腫病鏈霉菌農(nóng)藥產(chǎn)品開發(fā)及其抑菌機理研究進展

目前，國際上已有關(guān)于防治根腫病的鏈霉菌研究報道，Lee等[14]報道1株Streptomyces olivochromogenes和王靖[15]報道1株灰紅鏈霉菌（S. griseoruber）。通過大量盆栽試驗和多次田間試驗，湖北省生物農(nóng)藥工程研究中心根腫病生防課題組已篩選獲得1株自主防治大白菜根腫病鏈霉菌WS24926，其防效達到95%[19];在與化學農(nóng)藥防效比較田間試驗中，其防效顯著高于當前市場上表現(xiàn)最好的跨國公司產(chǎn)品“氟啶胺與氰霜唑”組合，具有開發(fā)成具有自主知識產(chǎn)權(quán)源頭創(chuàng)新農(nóng)藥的潛力[7]。

根腫病鏈霉菌農(nóng)藥的研究開發(fā)對解決制約中國高山大白菜反季節(jié)生產(chǎn)的瓶頸問題，對保護生態(tài)環(huán)境、保障食品安全、實現(xiàn)農(nóng)民增收、促進高山蔬菜穩(wěn)定可持續(xù)性發(fā)展具有十分重要的意義。盡管全球已有7個鏈霉菌獲得農(nóng)藥登記，美國人2012年從酸性瘡痂鏈霉菌中開發(fā)出一種全新高效農(nóng)藥并且已獲得美國環(huán)保署（EPA）登記，截至目前，全球尚無根腫病鏈霉菌農(nóng)藥取得登記，根腫病生物農(nóng)藥鏈霉菌農(nóng)藥值得進一步深入研究開發(fā)和利用。

全球已登記在冊的鏈霉菌農(nóng)藥共有7種，登記國家和地區(qū)分別為韓國、歐盟、烏克蘭、加拿大、美國，具體為Streptomyces colombiensis（韓國）、Streptomyces

kasugaensis（韓國）、Streptomyces griseoviridis K61（歐盟、加拿大、美國）、Streptomyces albus（烏克蘭）、Streptomyces avermitilis（烏克蘭）、Streptomyces lydicus

WYEC 108（加拿大、美國）、Streptomyces acidiscabies Strain RL-110（加拿大、美國），防治對象主要為真菌病害包括葉部病害與土傳性病害（其中S. avermitilis 用于防治甲蟲與葉螨，Streptomyces acidiscabies Strain RL-110用作除草劑），國內(nèi)學者對其中部分種做過一定研究，主要涉及篩選、鑒定、室內(nèi)毒力測定、田間應用等方面，但中國目前還沒有相關(guān)登記產(chǎn)品（表1）。

蕓薹根腫菌以休眠孢子萌發(fā)作為其侵入十字花科蔬菜寄主病害循環(huán)的第一步，進入寄主組織后則以游動孢子為主要為害形態(tài)，存在無性短循環(huán)階段，病害循環(huán)復雜。因此，抑制休眠孢子萌發(fā)可以作為防治根腫病的主要手段之一。以休眠孢子為切入點開展根腫病研究已成為各國專家研究熱點[22，23，25，26，38，39]。

盡管蕓薹根腫菌入侵十字花科蔬菜生活史中存在無性短循環(huán)階段，但在農(nóng)田中，蕓薹根腫菌的生活史第一步就是通過休眠孢子萌發(fā)，因此控制該病害的休眠孢子成為防病最關(guān)鍵的一步。開展以地衣紅染色休眠孢子法以及Hoechest33342-PI熒光雙染檢測技術(shù)結(jié)合小型化大白菜盆栽，以活性追蹤為指導，篩選鏈霉菌天然產(chǎn)物對根腫病休眠孢子萌發(fā)的抑制活性化合物并予以開發(fā)利用，探索鏈霉菌防治大白菜根腫病的抑菌機理，為十字花科根腫病鏈霉菌農(nóng)藥（活菌制劑或農(nóng)抗）的進一步研究開發(fā)提供理論基礎。在當前中國農(nóng)藥嚴重缺乏原創(chuàng)性農(nóng)藥新品種的背景下具有十分重要的意義。

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