苦瓜枯萎病研究进展

关峰 万新建 张景云 缪南生 孙卓

摘要：苦瓜是江西省蔬菜产业的重要种类之一，但其产量和品质受到枯萎病的严重影响。该病害是由尖抱镰刀菌侵染引起的一种土传维管束病害。目前，化学药剂防治是主要的防治方法，但化学防治易产生环境污染、农药抗性及农药残留等问题。笔者综述了苦瓜枯萎病的发病规律、抗性鉴定、致病机制、农业防治和生物防治等方面的研究进展，针对目前存在的问题提出进一步的研究方向，以期为苦瓜枯萎病抗性育种提供参考。

关键词：苦瓜;枯萎病;致病机制;综合防治

苦瓜（Momordica charantia L.）属葫芦科，原产于南美亚马逊地区，喜温惧寒，营养价值较高，含有丰富的氨基酸、维生素，以及人体必不可少的微量元素，深受人们喜爱。江西属亚热带季风湿润气候，降雨充沛，无霜期较长，十分适合苦瓜生长。2016年，江西省苦瓜总栽培面积逾12000hm²，总产量约为27万to苦瓜枯萎病是由尖抱镰刀菌苦瓜专化型（Fusarium oxysporum f.sp.momordicae，fom）[1]侵染引起的一种土传病害，发病时可引起苦瓜整株萎蔫死亡，并能在任何生育期进行侵染并造成毁灭性危害。近年来，由于种植苦瓜地块连作障碍严重，以及苦瓜栽培面积的盲目扩大，苦瓜枯萎病带来的危害逐年加重，严重制约了苦瓜产业的发展[2]。

1 苦瓜枯萎病的发生及危害

1.1 病害症状

苦瓜枯萎病是典型的土传病害，任何时期均可发病。苦瓜植株受到病原菌侵染后，叶缘卷曲，叶脉黄化，植株从下到上逐渐枯萎。苗期发病时，子叶萎蔫下垂，植株生长停滞，严重的会导致植株死亡。多数枯萎病在植株坐果期显症，初期植株下部叶片褪绿，出现黄色网纹状且发黄，由下向上发展;中午高温时病株叶片会出现萎蔫，浇水后又可暂时恢复，但持续5～7d后便严重萎蔫，最终植株枯死。病害后期能看到藤蔓中下部至茎基部出现红褐色纵裂，在潮湿条件下表皮腐烂，剖开病株基部可发现其维管束呈黄褐色至褐色[3-5]。

1.2 影响病害发生的主要因素

苦瓜枯萎病的发病程度与土壤性质、温湿度、耕作制度、施肥、灌水和栽培管理等因素密切相关。枯萎病在土壤温度20～34℃之间均可以发生，以24～28℃最适宜，土温越高则病害潜伏期越短，发病越快。一般情况下，土质黏重、地势低洼、土层贫瘠、易积水、地下害虫较多的地块，苦瓜枯萎病发病率较高。也有研究表明，偏施氮肥比施复合肥的地块发病重，连作栽培模式比轮作的地块发病概率大，灌水多的地块发病重，坡地及山区水田发病轻，平地农田发病重，种植密度越大，则枯萎病发病越重。

1.3 枯萎病致病机制

导管堵塞和致病毒素是目前2种被广泛认可的说法[7-8]。尖抱镰刀菌侵染的第一个目标就是植物细胞壁，细胞壁的主要成分是果胶和纤维素，而尖抱镰刀菌可分泌果胶酶、纤维素酶和β-葡萄糖苷酶来降解植物细胞壁，果胶会堵塞苦瓜的导管，从而影响养分和水分运输，引起植物萎蔫Kikot等证实了西瓜枯萎病菌（F.oxysporum f.sp.niveum，Fon）和黄瓜枯萎病菌（F.oxysporum f.sp.cucumerinum，Foc）分泌的果胶酶活性、纤维素酶活性均可影响植物发病程度。尖抱镰刀菌的基因组测序已经完成，研究发现，其基因组的种系特异性（LS）序列包含4条同源染色体，并且LS区域富含与致病性有关的基因。

绿色荧光蛋白标记是一种研究病原菌在植物体内的侵染动态的方法。2010年，Zvirin等对甜瓜枯萎病致病菌进行GFP标记，比较其在抗病品种与感病品种中的侵染过程，发现病原菌对感病品种的侵染速度明显快于抗病品种。Ramos等研究发现，植株中病原菌的荧光强度与植株病害程度呈正相关，植物体内病原菌数量与植物发病程度呈正相关。

而在致病毒素学说中，镰刀菌酸（Fusaric acid）被认为是一种主要的致病毒素，它是一种由镰刀菌属病原菌分泌的非特异性毒素，可以引起绝大多数植物萎蔫，可损坏根系膜系统，致使根系代谢紊乱，导致植物根系水分吸收受阻，最终根系活力下降直至死亡。研究表明，β-酮己二酸是镰刀菌酸合成的前体，而阻断β-酮己二酸途径，尖抱镰刀菌就不再具有致病性。镰刀菌酸也被认为是尖抱镰刀菌侵染植物的信号物质，其毒素与植物根系细胞特定蛋白相结合，损伤细胞膜，然后尖抱镰刀菌分泌细胞壁降解酶等导致植物导管堵塞，最终导致植物萎蔫死亡。

1.4 苦瓜枯萎病抗性鉴定

在中国，苦瓜枯萎病发病区呈逐年扩大趋势，造成严重的经济损失。苦瓜枯萎病菌在土壤中的存活力和致病力较强，很难防治，选育抗病品种是比较有效的一种方法，而抗性鉴定是选育抗性品种的重要基础。目前，对黄瓜和西瓜等作物的枯萎病抗性鉴定报道较多，针对苦瓜枯萎病抗性鉴定仅有少量报道，其鉴定一般可以使用人工苗期胚根法、伤根法、浸根法、浸土法等。关峰等研究认为，浸根接种法较适用于江西省苦瓜枯萎病的抗性鉴定，并发现枯萎病高抗材料6份。罗方芳等采用浸根移栽接种法对广东省推广种植的11个苦瓜品种进行抗枯萎病鉴定，结果表明，多数苦瓜均具有枯萎病抗性。曾华兰等采用浸根移栽接种法对四川省23个苦瓜种质资源进行了枯萎病抗性评价，发现达到抗或中抗水平的材料有15份。陈振东等用苗期接种法对143份苦瓜高代自交系材料进行枯萎病抗性鑒定，发现高抗枯萎病材料1份，抗病材料2份，中抗材料5份。赵秀娟等研究发现，因接种季节不同，苦瓜抗性不稳定，另对来自国内外的43份苦瓜种质资源进行筛选，结果表明，直接水培接种法是较适合苦瓜苗期枯萎病抗性鉴定的方法，适宜的接种菌液抱子浓度为4×10⁶cfu·mL^-1。龙卫平等发现，多美尼加野生苦瓜资源对枯萎病的抗性达到高抗甚至免疫，但是该苦瓜较小，肉质较薄。笔者课题组（瓜类与十字花科蔬菜科研创新团队）认为选择种植‘赣优1号‘赣优2号等抗病品种，对减少枯萎病发生具有重要作用。

2 病害的防治方法

2.1 农业防治

2.1.1 轮作 轮作是一种利用化感途径有效防治土传病害、提高土壤营养利用率和丰富微生物多样性的耕作制度。由于寄主植物根部可产生刺激尖抱镰刀菌萌发的分泌物，因此苦瓜与非寄主植物轮作可抑制枯萎病的发生，特别是与禾本科、豆科作物（如玉米、大豆等）轮作效果更好。刘阳华等报道，预防苦瓜枯萎病发生最好的方法就是采用水旱轮作，如苦瓜-晚稻-莴笋轮作的高效栽培模式，菜地和旱地下5～10cm的病菌在6～12个月相继失去致病力，可基本控制枯萎病的发生与危害。冯诚诚发现苦瓜-叶菜-豇豆-水稻1a（年）4茬轮作模式可有效减轻病害发生。Wu等检测了连续种植西瓜5a、休耕3a后的土壤中微生物含量，发现3a间枯萎病菌含量逐渐下降，并且其他致病菌含量也在下降。由此可见，实施轮作模式对于防治枯萎病是十分有效的。

2.1.2 嫁接防病 由于瓜类枯萎病病原菌是从寄主植物根部侵入，且其寄主转化性较强，采用嫁接换根是防治苦瓜枯萎病最有效的措施之一。我国苦瓜的嫁接方法有插接、劈接和靠接，砧木主要采用黑籽南瓜或丝瓜，防病效果较好，且嫁接成本低，效益高，操作相对简便。但由于需要一定的技术，且嫁接也大大增加种植成本，在集约化栽培程度不高的地方尚未大面积推广。张玉灿等报道，嫁接可以提高苦瓜抗病性，并且不同季节的最适苦瓜砧木不同，‘砧-6更适合作为春季苦瓜嫁接砧木，而‘砧-14更适合作为夏秋季苦瓜嫁接砧木。唐愕进行了不同砧木的嫁接试验，黑籽南瓜嫁接成活率高达95.7%，嫁接苗种植后长势旺盛，抗病能力强，笔者课题组通过试验也认为黑籽南瓜是目前苦瓜嫁接的最好砧木。

2.1.3 种子消毒 许多蔬菜种子自身带病原菌，种子发芽后导致幼苗发病，因此将病原菌消灭在根源上，减少病害的最初侵染也是一种有效手段。陈瑶瑶等研究发现，苦瓜种子采用55℃温水浸泡15min，浸种时不断搅拌，待水温降到35℃，继续浸泡2h，能预防多种真菌和细菌病害。播种前采用40%（ω，后同）福尔马林100倍液浸种30min，或用50%多菌灵溶液浸种1h，取出后用清水冲洗干净后播种可防治多种土传病害。

2.1.4 改良土壤 由于镰刀菌适宜弱酸环境，酸性土壤条件下枯萎病易发病。可施石灰改变土壤酸碱度，降低枯萎病发生率。解开治等研究了养蛆产物对苦瓜枯萎病病原菌的抑菌抗病效果，认为养蛆的副产物蝇蛆组织捣碎液和蛆粪浸提液可显著抑制病原菌菌丝生长，降低枯萎病的发病率。Mar-tyn等报道，日光暴晒30～60d可延缓枯萎病发生，可显著减少10cm表层土壤中的枯萎病菌数量。刘阳华等发现，利用拮抗真菌木霉可加速土壤中病残体上越冬病菌的死亡。日本、以色列等国利用太阳能加热土壤杀灭病菌，并结合增施有机物的综合防治方法，效果较好，并且得到快速推广。曹群等将生防菌剂与腐熟有机肥按比例混合制成生物有机肥，发现生物有机肥可以降低枯萎病的发生率，调节微生物菌落结构、改善土壤结构和肥力状况。

2.2 生物防治

生物防治法是利用一些有益生物产生的对病原菌寄生有害的物质、通过竞争营养与空间等途径，减少病原菌数量，从而减少枯萎病发生的一种有效防治方法。目前应用较多的拮抗菌有假单胞菌株、放线菌、蜡质芽孢杆菌、枯草芽抱杆菌、内生细菌、哈茨木霉等。刘阳华等研究发现，拮抗真菌对病残体上越冬的苦瓜枯萎病菌的生活力产生影响，木霉可加速土壤中病残体上越冬枯萎病菌的死亡。刘芸等发现，灰黄霉素对苦瓜枯萎病菌有良好的抑制作用，可使菌丝变稀疏、膨大、扭曲。对西瓜枯萎病侵染的连作菜地施用芽抱杆菌制成的生物有机肥后，枯萎病菌从8.65x 104Cfug‘下降到9.41×10³cfu·g^-1、胡云广等分离得到的地衣芽抱杆菌BS-3，产生的抑真菌素具有较广的抗菌谱，对苦瓜枯萎病菌有较好的抗菌效果。陈成等报道解淀粉芽抱杆菌对苦瓜枯萎病菌有良好的抑制作用。

中国己开发的井冈霉素、放线菌酮与庆丰霉素等农用抗生素对某些植物真菌性病害显示出良好的防治效果，在生产上广泛应用。也有报道表明，拮抗菌与成熟堆肥混合使用时的防效比单一拮抗菌的效果好。梁银等发现，施用放线菌CT205对黄瓜枯萎病防治效果为51.85%，放线菌CT205菌液和有机肥复合制成生物有机肥，防治效果达81.85%。目前，农用抗生素的应用在其他瓜类作物如黄瓜、西瓜上较多，直接针对苦瓜的很少。

3 展望

枯萎病对苦瓜生产造成了严重危害，目前，枯萎病病原菌抗性规律尚不清楚，苦瓜全基因组测序尚未完成，己成为抗病品种选育的一大难题。生物防治因无公害等优点被广泛关注和开发，农业生产中针对苦瓜枯萎病这类土传真菌病害的防治需要各地在实际应用中减少化学药剂使用，因地制宜调整生物防治方案，比如利用合理轮作、化感作用减轻枯萎病的危害，选择生态适应性较强的生防菌与有机肥复配，可以在防治枯萎病的同时达到增产的目的。

参考文献

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