1、番茄青枯病的研究进展摘要 ：本文介绍了番茄青枯病的危害症状、病原菌系、侵染传播途径、致病因子及致病机理、抗性遗传、生物防治与农业防治等方面的研究进展情况。关键词 番茄青枯病 研究进展番茄青枯病是由 Ralstonia Solanacearum 引起的细菌性维管束病害，又名细菌性枯萎病。广泛分布于热带亚热带及温带地区。在我国主要在长江以南流域发生。由于日光温室温湿度较高，通气条件差，因此在日光温室内，番茄青枯病也经常发生。青枯病菌系除危害番茄外，还危害烟草、花生、香蕉等数百种作物。植株一旦受到侵染，往往导致整株死亡。故其危害是毁灭性的。1 危害症状番茄青枯病是一种土传的细菌性维管束病害。苗期不表
2、现症状，开花结果初期开始发病。病原菌侵害根和茎，引起病株青枯死亡。发病初期，病株顶部、下部和中部的叶片相继出现萎蔫，早晚复原，23 天后全株凋萎枯死。植株枯死后仍保持青绿，叶片不凋落，叶脉褪色，故称青枯病。病株根部变褐腐烂，茎部表皮粗糙并产生不定根。髓部在潮湿时呈“空心”状。干燥时仅木质部变为紫褐色。横切新鲜病茎，用手挤压，可见乳白色的菌液溢出。2 病原菌分析青枯病病原菌（Ralstonia solanacearum）有明显的生理分化或菌系多样性。不同地区或寄主植物来源的分离物在寄主范围上、致病力强弱上或细菌学特性上不完全相同。有两个亚类系统已被国际公认。一是按不同来源菌株对不同植物种类的致病
3、性差异，将青枯菌划分为不同的生理小种（Race）60 年代已命名 4 个小种：小种 1 号（可侵染茄科植物和其他科植物） ，小种 2 号（只侵染香蕉、大蕉和Heliconia） ，小种 3 号（只侵染马铃薯，偶尔侵染番茄和茄子） ，小种 4 号（只对姜致病力强） 。另一个亚分类系统是根据不同菌株对三种双糖（麦芽糖、乳糖和纤维二糖）和三种己醇（甘露醇、山梨醇和卫矛醇）氧化产酸能力的差异将青枯菌划分为 4 个生化变种：生化变种 1（不能氧化 3 种双糖和 3 种己醇） ，生化变种 2（只能氧化 3 种双糖，不能氧化 3 种己醇） ，生化变种 3（能氧化 3 种双糖和 3 种己醇，生化变种 4（只能
4、氧化 3 种己醇，不能氧化 3 种双糖） 。生理和生化变种的关系是：生理小种 1 号包含生化变种 1. 3 与 4。生理小种 2 号包含生化变种 1 和 3。生理小种 3 号包含生化变种 2。生理小种 4 号包含生化变种1。3 侵染及传播番茄青枯病由 Ralstonia solanacearum 侵染所致。病菌主要随病残体在土壤中越冬，并能存活 17 年，种子内带菌可存活 7 个月，成为该病的主要侵染源。该菌主要通过灌溉及未腐熟肥料传播，细菌从番茄根部或茎基部的伤口侵入，在维管束的螺纹导管内繁殖、蔓延，致使导管阻塞及细胞中毒茎叶萎蔫。另外，农具、昆虫、线虫等也能传播。引起再侵染导致病害流行。高
5、温高湿，微酸性土壤最有利于青枯病的发生。土壤在 20左右时病菌开始活动，25活动最盛，田间出现发病高峰。番茄连作、地势低洼、排水不良、土壤温度高、根结线虫密度大、植株出现伤口都是发病的重要条件。4 致病因子对 Ralstonia solanacearum 的致病因子研究，国内外已有许多报道。主要涉及到胞外多糖（EPS extracelluar polysaccharide）,果糖酶（主要是多聚半乳糖醛酸酶，polygalacturonase PG）以及纤维素酶（主要是内切葡聚糖酶，endoglucanase EG）在致病中的作用。尽管报道结论不尽相同，但较为一致的观点是 EPS 是致病的重要因
6、子，但不是唯一的。其能阻塞导管，特别易于对叶柄结和小叶处较小孔径的导管造成堵塞，影响和阻碍体内水分运输，从而引起植株萎蔫 2。另有人认为 EPS 主要通过影响病菌在植株体内的系统定植，而对青枯菌的致病性起间接作用，此外 EPS 还可阻止青枯菌菌毛和植物细胞壁结合，从而不能激发寄主的防卫反应 1然而也有人对 EPS 的致病重要性持相反观点认为 PG 和 EG 这两种酶在青枯菌致病中有一定作用 2,已经清楚的是 EG 能影响病害发展速度 1而 PG 是青枯菌迅速侵入植物根系和体内定殖所必须的 11，但它们在致病中的真正作用还未完全弄清。流动性通常被看作是细菌毒性的一种决定因子，Julie Tass
7、-Kersten 等（2001）研究了番茄青枯野生菌株 K60 的鞭毛缺失突变体对番茄的致病过程，发现 K60 在植株体内几乎不运动，但游动运动对早期侵染植株及体内定殖是十分重要的 12。5 致病机理Ralstonia solanacearum 通常从植物根部或茎部的伤口侵入，引起发病。但在天然条件下，也能从没有受伤的次生根的根冠部位侵入。植物生长时在次生根的根冠和主根的表皮间形成鞘，青枯菌能穿过这层鞘，侵入皮层细胞间隙生长，破坏细胞中胶层，使细胞壁分离变形，形成空腔，继而侵染木质部薄壁组织。使导管附近的小细胞刺激形成侵填体，并移入侵填体，侵填体破裂后继续释放进入导管，并在导管内大量繁殖和快速
8、传播扩张，从而引起植株萎蔫死亡。6 抗性遗传研究目前番茄青枯病的抗性材料主要有 3 个来源Lycopersicon pimpinellfolium .PI127805A,最早由美国夏威夷大学鉴定，是kewalohawaii7997hawaii的抗性来源L.esculentum.var cerasiforme CRA66 最早由法国国家农业研究所(INRA)鉴定,是Caraibo Caravel的抗性来源L.pimpinellifolium PI129080 和 Beltsville3814,是北卡罗来纳抗性的来源,从该系统衍生出Venus SaturnBw2Bw4。从Bw2和Roma VF衍生
9、出Rodade,从BW4得到Rotam4 。上述 3 类抗原对欧美的优势小种 1 生化变种 1 及亚洲的优势菌系小种 1生化变种 3 都具有较高的抗性，但抗性会随温度的升高而降低，甚至完全丧失。源于 PI127805A 的抗性在高温湿热的条件下表现最不稳定，如kewalo,在气温高于 27时抗性会完全丧失。但也研究表明存在一类不依赖于温度的抗性，如在其他材料抗性会随温度升高而降低时，由VenusCA-64-1169 而来的VC-48 却始终维持稳定的中等抗性。气温高于 40时Venus Saturn及kewalo都表现为感病，但Rodade仍具有较高的抗性，可能原因是 VC-48 及Rodad
10、e含有其他材料的提供与抗性在高温条件下表达的有关基因。此外，还发现其它一些抗源，如L.esculentum var.cerasiforme LA1421、1285，L.esculentum PI263722 、PI126408、PI196298 及 L.pimpinellifolium PI251323，已鉴定 1285 对小种 1 生化变种3、4，PI126408 对生化变种 1、3 具有抗性，其它材料对生化变种 1 具有抗性，对其它菌系类型的鉴定未见报道。到目前为止，所有这些抗源还未在育种中利用。7 生物防治研究进展生物防治可作为解决土传病害的一条有希望的途径。近几十年来，国内外学者对番茄
11、青枯病的生防做了许多研究。无致病力青枯菌的利用 我国罗宽（1983）用 Co60辐射和紫外光诱变获得的无致病力青枯菌株 25c.55b 等对番茄进行盆栽防病实验，具有一定效果，但不理想。作者初步认为其抑病机理为细菌素（Bacteriocin）的作用 3随后，我国台湾 T sai J W,Hsu.T and Chen L.C.用从天堂鸟花分离筛选获得的无致病力产细菌素青枯菌株（ABPS）浸根处理番茄幼苗，其中 BP5A 具最优防青枯效果，而同样实验表明，不产细菌素青枯菌 PS31A 无防效 16。 80 年代末，任欣正等研究 ABPS 菌株 MA-7、noE-104 对番茄的防效及其防病机制。表
12、明这些菌株盆栽效果和大田短期防效较好，但到番茄生长后期效果明显降低。其原因是 ABPS 不能在植株体内稳定定殖，转移能力差 4 5华南农大懂春等人（1999）报道自发突变 ABPS 菌株 Tm3 对番茄青枯病的防效实验，该菌株同样存在防效不稳定的问题，其防治机理是细菌的抗生作用和诱导寄主抗病性 6。康耀卫（1995）采用转座子（Tn5）诱变获得的世界首列青枯菌胞外蛋白输出缺失突变体（eep 突变体）AD4 防治番茄青枯防效优于自发突变无毒菌素，但后期将效快。AD4 在番茄根部的定殖介于野生型菌株和自发突变株之间 7法国 Triglate and Demetry (1986 1990)通过对番茄
13、青枯毒性菌株 GMI1229 进行转座子 Tn5 诱变，最终获得一批无毒突变体。在温室中对其防病效果进行研究，结果表明在不伤根接菌的条件下，部分无毒突变体具有良好的效果，且接种量与毒性菌株接种量之比越大，防效越好。同时发现，这些突变体侵染定殖番茄的能力不及原始菌株，这可能是突变体不致病的缘由。自发突变体在实验中防效很差 13 14。另外，还有用热杀死青枯菌防治 Ralstonia solanacearum 的报道。假单胞杆菌和芽孢杆菌的利用 此类生防材料多分离自作物根围土壤。罗宽(1983)、魏春妹(1994)、郭坚华(1996)等各筛选到一批盆栽防病效果较好的菌株 3,8,9,10,但还未见
14、其广泛应用于大田的报道。印度 Anuratha 和Gnanamanikam(1990)用三种菌 Pseudomonas fluorescens(pfcp)和 Bacillus spp(B33,B36)分别进行多种作物青枯病的防效试验。其中对番茄青枯病效果,温室试验分别为 95%、20%、33%,田间分别为 36%、30%、20%。P.fluo-rescens 的效果略高于 Bacillus。同时经初步研究认为,Pfcp 可能是产生了抗生素(antibiotic)和不噬铁素(siderophores)抑制病菌 15。8 农业综合防治的研究总结1实行轮作：一般应与非茄科蔬菜实行 3 年以上的轮作，
15、有条件的地方最好与禾本科作物水旱轮作。 2调节土壤酸度：一般每亩施用石灰 100150 公斤，使土壤呈微碱性。此外增施草木灰等钾肥，也具有一定的防病作用。3改进栽培管理：使用高畦或高厢栽培，雨季加强排水，降低土壤水分。注意中耕技术，开花后停止中耕，防止伤根。打杈、梆蔓等在晴天下午干燥天气下进行，以防人为传播。4药剂防治：可用 50百菌唑 8001200 倍、70普菌克 12001500 倍、45菌扑净 12001500 倍、60宝宁 8001000 倍、60菜菌王 800 倍灌根(每株 300500 克) 或喷雾，每 1015 天灌 1 次，连灌 35 次。亦可用以上药剂拌种预防，药量为干种重
16、的 0.30.5。定植时还可用作浸根预防。9 问题及展望青枯病的防治仍是一大难题,从目前的情况要解决这一难题需结合多条措施综合治理。生物防治与抗病品种相结合会是一种有效的途径。所采用的生防菌要能在植株根围,甚至体内有定殖,因此,从与番茄寄主关系更密切的微生物种中去寻找拮抗菌,会有更大的成功率。参考文献1 何礼远.青枯假单胞菌在中国的多样性, 植物病虫害研究进展 ,74-86.2何礼远,康耀卫.植物青枯病(Pseudamonas solanaceasrum)致病机理J.自然科学进展国家重点实验室通讯,1995,5(1):714.3 罗宽 ,王庄 .利用拮抗的 Pseudomonas spp 和无
17、致病力的 P.solanacearum 防治青枯病的研究J.植物病理学报,1983,13(1):5156.4 任欣正,张建华,方中达.无致病力产细菌素拮抗菌 nQE-104 在番茄植株上定殖能力的研究J.植物病理学报,1987,17(3):129133.5 任欣正,申道林,谢贻格.番茄青枯病的生物防治J.南京农业大学学报,1993,16(1):4549.6 懂春,曾宪铭,刘琼光.利用无致病力青枯菌防治番茄青枯病的研究J.华南农业大学学报,1999,20(4):14.7 康耀卫,毛国璋等.利用青枯菌胞外蛋白输出缺失突变体防治番茄青枯病的研究J. 植物保护学报,1995,22(3):287288.
18、8 魏春妹,张春明,刘宗镇.青枯病拮抗菌株 90B4-2-2 在番茄根部的吸附、渗入和转移J.上海农业学报,1994,10(4):4852.9 魏春妹,张春明,王建明.拮抗青枯病 90B4-2-2 菌株作用机理探讨J.上海农业学报,2000,16(4):7477.10 郭坚华,王玉菊等.抑菌圈定殖力双重测定法筛选青枯病生防细菌J.植物病理学报,1996,26(1):4954.11Qi huang and Caitilyn Allen.Polygalacturonases are required for rapid for colonazition and full virulence of
19、Ralstonia solanacearum on tomato plants J Physiological and Molecular plants pathology.2000,57:77-8312 JulieTans-Kersten,Hua yu huang and Caitilyn Allen. Ralstonia solanacearum Needs Motility for Invasive Virulence on tomato J.Journal of Bacteriology .2001,183:3597-360513 Trigalet A,Trigalet-Demery
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