猕猴桃细菌性溃疡病绿色防控的研究进展
2020-12-18刘湘林方毅毕勇李小春胡艳波
刘湘林,方毅,毕勇,李小春,胡艳波
(1.湖北三峡职业技术学院,湖北宜昌 443000;2.长阳土家族自治县林业局)
猕猴桃细菌性溃疡病(Pseudomonassyingaepv.actinidiae,以下简称溃疡病)为毁灭性病害,会造成严重的产量和经济损失。国内外对该病的防控技术已有大量的研究报道,包括种苗、土壤、施肥、合理负载、修剪等农业防治措施和化学、生物农药防治。笔者归纳总结了溃疡病的绿色防治措施,包括抗溃种苗、生物农药(包括拮抗菌、植物源和抗生素农药)两方面。
1 猕猴桃抗细菌性溃疡病种苗的培育
首先应明确猕猴桃对溃疡病菌的抗性机理,对砧木和品种的抗病性选育做出预判。培育高抗溃疡病的猕猴桃苗木,包括高抗砧木和高抗接穗(品种)的选择。
1.1 猕猴桃对溃疡病菌的抗性机理
猕猴桃形态结构与抗病性。李庚飞[1]、李聪[2]、张小桐[3]等研究,猕猴桃一年生枝条皮孔的长度、密度与抗病性呈显著负相关,相关系数分别为0.915、0.919。一年生枝条皮孔长度小、分布稀疏、突起较少是抗病的重要形态标志。李聪[2]对叶片的气孔长度和分布密度研究也得出相同的结论。
猕猴桃的生理生化特性与抗病性。①猕猴桃抗氧化酶活性与抗病性。李淼[4]研究不同品种自然感染溃疡病菌前后一年生枝条、叶片的抗氧化酶活性变化发现,感染溃疡病菌前,抗病品种一年生枝条、叶片中的过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性均低于感病品种;感染溃疡病菌后,抗病品种和感病品种的5种酶活性均升高,抗病品种的增加幅度远高于感病品种。石志军[5]认为枝条韧皮部和叶中POD、SOD、CAT活性与病情指数呈正相关。张小桐[3]认为抗病品种抗氧化酶活性低。李庚飞[1]认为猕猴桃的POD、SOD酶活性高而抗病性低的结论与李淼的研究结论一致。②酚类物质与抗病性。李庚飞[1]发现猕猴桃的抗病能力与枝条韧皮部的酚含量呈正相关;李聪[2]认为猕猴桃品种的抗病性越强,叶片中的酚类物质含量越高。③可溶性蛋白、可溶性糖与抗病性。石志军[5]认为猕猴桃韧皮部和叶片内可溶性蛋白含量与病情指数呈负相关,可溶性糖含量与病情指数呈正相关。而李淼[6]发现抗病品种健株枝条、叶片中的可溶性蛋白含量显著高于易感品种,枝条中可溶性蛋白含量与品种抗性呈正相关。李聪[2]认为猕猴桃叶片中可溶性蛋白含量越高,抗病性越强。猕猴桃对溃疡病的抗性与体内可溶性蛋白含量成正相关,与可溶性糖含量呈负相关。
猕猴桃四倍体与抗病性。张弛[7]利用秋水仙素诱导红阳形成四倍体,四倍体株系表现抗热性、抗旱性均强于二倍体;POD、SOD酶活性分别是二倍体的4.5倍和2.2倍;离体叶片接种溃疡病菌后,四倍体株系表现比二倍体更抗病。
1.2 猕猴桃抗溃疡病砧木的选育
目前,中国一般使用野生的中华猕猴桃、美味猕猴桃或秦美、米良1号实生苗作砧木,专门进行猕猴桃砧木育种研究比较少。段眉会[8]从野生美味猕猴桃资源中选育出抗溃Ⅰ号、抗溃Ⅱ号2个砧木品种。雷玉山[9]以秦美为材料育出生长快、嫁接亲和力高、嫁接苗溃疡病抗性高的砧木。陈锦永[10]从砧木的应用、亲和性、对接穗的影响及砧木抗逆等方面进行了系统的归纳,可为砧木选育借鉴。
1.3 猕猴桃抗溃疡病品种的选育
李聪[2]田间调查发现毛花高抗溃疡病;徐香、金魁、金农2号、海沃德中抗;秦美、金香中感;楚红、黄金果高感。张小桐[3]得出金魁最抗,早鲜次之,魁蜜中抗,华美、海沃德中感,秦美、金丰感病,其中金丰最感病。石志军[5]对不同品种枝条人工接种溃疡病病原菌,华特和徐香表现高抗;迷你华特、金魁、绿肉优系(G-HZ201201) 和毛雄抗病;红阳、黄肉优系11-7、大红、早鲜、早艳和黄肉优系Y-HZ201201高感。李淼[11]用聚类分析得出:中华软、美味硬免疫;早鲜、金魁高抗;魁蜜中抗;华美2号、海沃德为中感品种;金丰、秦美为感病品种。
对溃疡病抗性由强到弱依次为毛花猕猴桃(Actinidiaeriantha)、美味猕猴桃(Actinidiadeliciosa)、中华猕猴桃(Actinidiachinensis);从品种角度,抗溃疡病的有华特、徐香、金魁等,红阳表现最不抗病。
2 猕猴桃细菌性溃疡病的生物防治
猕猴桃溃疡病生物防治涉及面极广,仅从生物农药的拮抗菌(菌类活体)和生物代谢产物-抗生素制剂两方面进行归纳总结。
2.1 猕猴桃溃疡病拮抗菌的筛选
EM菌的防治效果。EM菌(Effective Microorganisms)是以光合细菌、乳酸菌、酵母菌和放线菌为主的10个属 80余种微生物复合而成的一种微生物活菌制剂。作用机理是EM菌与病原微生物争夺营养逐渐占据优势,形成有益微生物菌优势群落,从而控制病原微生物的繁殖和对作物的侵袭。杨清平[12]将5年生红阳溃病病斑刮除后,分3次涂EM菌泥、EM菌50倍液、200倍农用链霉素和沼液,其防治效果依次为EM菌泥>EM菌50倍液>200倍农用链霉素>沼液,EM菌稀释倍数不高于50倍时防治效果较好。焦红红[13]用EM菌剂涂干和灌根预防猕猴桃溃疡病效果高于60%。
拮抗细菌的筛选。崔丽红[14]从绞股蓝根及其根际土中筛选出3个细菌菌株,进行皿内拮抗溃疡病活性试验和盆栽试验,表现出较强的拮抗活性。邵宝林[15]从土壤中分离出25株芽孢杆菌,经筛选得到蜡样芽孢杆菌(Bacilluscereus)B2菌株对溃疡病拮抗作用最强,用该菌株发酵原液稀释成1×109cfu/mL发酵液,选择50倍稀释液喷雾、100倍稀释液涂抹能有效降低猕猴桃溃疡病的危害。郭睿文[16]从湖南、江西、四川等地采集猕猴桃的健康株和疑似病株,进行内生细菌的分离、纯化、鉴定,筛选出拮抗作用较好且稳定的6个菌株,经过16S rDNA测序和 GenBank分析,假单孢菌(Pseudomonassp.)3株、梭形芽孢杆菌属(Lysinibacillussp.)3株。
拮抗真菌的筛选。燕金宜[17]从红阳健康植株枝条中分离出1株黑孢菌属(Nigrosporasp.)内生真菌J2菌株,对猕猴桃细菌性溃疡病病原菌有较好的抗性,其抑菌圈大小为15mm,继代7次后抑菌圈大小为12mm,有较好的遗传稳定性,具有开发成生物防治菌株的潜力。
拮抗放线菌的筛选。田雪莲[18]从猕猴桃根际土壤中分离、筛选出链霉菌属(Streptomyces) 的NA-TXL-1菌株,采用预防法、治疗法进行盆栽实验,发酵原液的防治效果分别为73.1%、55.6%。朱海云[19]从健康猕猴桃植株中筛选出肉桂地链霉菌(Streptomycescinnamonensis) M109菌株,抑菌效果 MIC值为0.91mg/mL,采用喷雾法和注干法防治猕猴桃溃疡病,防效分别为72.1%、 84.6%。宋晓斌[20]从西藏土壤中分离、筛选出链霉菌属X22菌株,对猕猴桃溃疡病病原细菌具有良好拮抗作用,抑菌圈大小为11.5mm;通过在植株上喷菌株悬液48小时后接溃疡病菌表现出较好防治效果。对溃疡病菌具有抑制作用的放线菌多属于链霉菌属。王芳[21]使用链霉菌属SY-L12菌株为材料,采用液体共培养法和含菌抑菌圈法研究菌株对溃疡病菌的生长抑制作用,菌株在培养24小时后其发酵原液对病原菌的生长抑制率达94.0%,在28℃、150r/min培养8~9天,最利于活性物质的生产,发酵产物对溃疡病的盆栽防效为85.4%,优于对照药剂氢氧化铜,可作为生物农药开发应用。
猕猴桃溃疡病噬菌体的研究。雷庆[22]于2007年首次报道猕猴桃溃疡病菌噬菌体。从猕猴桃溃疡病病枝中分离到一株噬菌体,测定该噬菌体在65℃下10分钟内即可全部失活、在pH值4~ 9范围内可稳定存在、紫外线照射12分钟几乎全部失活;该噬菌体的最佳感染复数(感染时噬菌体与细菌数量的比值)为0.1,感染溃疡病菌的潜伏期约60分钟、爆发期约70分钟、裂解量为123。
2.2 植物源农药的防治效果
目前用于防治溃疡病的植物源农药主要有多羟基双萘醛(WCT)和乙蒜素两种。
多羟基双萘醛。是从锦葵科(Malvaceae)植物筛选出来的一种活性化合物,对植物病毒复制有很好的抑制作用。 WCT稀释50倍液对猕猴桃溃疡病田间防治效果为58.5%,效果好于菌毒清;对溃疡病的田间防治效果为69.3%,伤口平均愈合率为45.68%;接种WCT和溃疡病原菌后,WCT预防处理的PPO和POD活性均较其他处理高[23]。WCT防治溃疡病的机理是WCT能显著提高抗氧化酶活性和诱导产生抑菌蛋白。
乙蒜素。从大蒜中提取,为大蒜素的乙基同系物,不但能抑制多种真菌、细菌,而且有促进生长的作用。黄露[24]对22种杀菌剂进行室内毒力测定,乙蒜素的EC50为20.1mg/L。高蓬明[25]发现乙蒜素对溃疡病的抑菌效果明显,田间防治以800倍液防效较好,可作为防治溃疡病的有效药剂在生产上应用。80%乙蒜素10倍液涂干和1000倍液喷施防效分别为79.3%、89.5%[26]。
2.3 抗生素类农药
抗生素是由微生物(包括细菌、真菌、放线菌属)或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其他活性的一类次级代谢产物,能干扰其它生活细胞发育功能的化学物质。
农用链霉素。尹春峰[27]发现72%农用链霉素田间防效85.3%。不同猕猴桃品种[28]的使用效果会有差异。
中生菌素。尹春峰[27]发现3%中生菌素1000倍液喷雾对猕猴桃溃疡病的防效62.8%,3%中生菌素50倍液刮除病斑涂抹防效73.8%。3%中生菌素600倍液喷洒可作为防溃疡的辅助药剂[29]。
土霉素。崔永亮[30]从13种药物中筛选出盐酸土霉素抑菌效果最好,树干注射1.0%盐酸土霉素加0.005%吲哚乙酸加0.5%NH3NO3加0.5%KNO3加0.2%KH2PO4,病斑愈合率72.3%。龙友华[28]用90%链·土霉素可湿性粉剂涂抹猕猴桃溃疡病病斑具有较好的防治效果,病斑愈合率82.5%。
四霉素。欧志升[31]试验0.3%四霉素田间防效71.1%。江景勇[32]将0.15%四霉素800 倍液加80%代森锰锌800倍液作为防治猕猴桃溃疡病组合药剂之一,具有较好的效果。
春雷霉素。欧志升[31]采用20%叶枯唑可湿性粉剂(细宝)加20%噻唑锌悬浮剂加农用有机硅、1.5%金霉唑噻霉酮加2%细锉春雷霉素、50%多抗·喹啉铜加3%中生菌素加靓丽素、0.5%溃腐灵加0.5%靓果胺4组药剂防治红阳溃疡病,防治效果分别为75.2%、71.6%、66.2%、59.9%。春雷霉素相关研究较少,还需要进行室内毒力测定和田间防效试验,可以作为辅助药剂在生产中使用。
3 小结
防控猕猴桃溃疡病最关键的措施是培育高抗溃疡病嫁接苗,应从以下方面选择:①形态特征指标。一年生枝条皮孔长度小、分布稀疏、突起较少。②生理生化指标。一年生枝条POD、PPO、SOD、CAT、PAL等酶活性健康时低,感病后活性大幅度增加;枝条和叶片中酚类物质和可溶性蛋白含量高、可溶性糖含量低的品种。③多倍体抗性强。④明确不同种类和品种的抗性。毛花猕猴桃>美味猕猴桃>中华猕猴桃,华特、徐香、金魁抗性较高,红阳表现最不抗病。
同时开展防控措施研究,筛选拮抗菌,加强植物源农药和抗生素农药的研究。EM菌用于涂干对溃疡病有较好的防治效果。其他还有细菌、真菌、放线菌、病菌噬菌体等菌株,对溃疡病菌有较强的拮抗作用,应加大研究力度。多羟基双萘醛和乙蒜素两种植物源农药对溃疡病防治有一定的效果,可以在生产中适量选用。抗生素农药对溃疡病有较好防治效果的有农用链霉素、土霉素、四霉素3种,生产中可以较大量选用;中生菌、春雷霉素2种有一定的防治效果,生产中可适量选用。