菜心炭疽病研究进展

卢博彬 杨暹

（华南农业大学园艺学院，广东广州，510642）

菜心炭疽病研究进展

卢博彬 杨暹

（华南农业大学园艺学院，广东广州，510642）

综述了菜心炭疽病的田间症状及发病特点、病原菌的生物学特性、抗病性鉴定、抗性生理和病害防治5个方面的研究最新进展，并提出了菜心炭疽病今后的研究方向。

菜心 炭疽病 研究进展

菜心 （Brassica campestrisL.ssp.Chinensisvar. Utilis Tsen et Le），是十字花科芸薹属中以花薹为产品的一种蔬菜，又名广东菜薹、菜薹、菜花等[1～2]。菜心起源于我国南部，是华南地区的主要蔬菜之一，在华南地区可周年生产、周年供应，在蔬菜出口创汇及调节市场供应等方面起着重要作用。

炭疽病是菜心上最常见和发生最严重的病害之一，是限制菜薹产量和质量的重要因子。近年来，由于复种指数及栽培面积的增加，炭疽病的发生也越来越严重，华南地区高温高湿的气候条件也加重了该病的发生，既影响菜心的外观及品质，又造成减产，严重时产量损失可达30%～40%[3～4]。因此，控制菜心炭疽病的发生对于提高菜心的产量和品质意义重大。本文对当前菜心炭疽病的田间症状及发病特点、病原菌的生物学特性、菜心的抗病性鉴定、抗性生理和病害防治5个方面的研究进展进行了综述。

1 菜心炭疽病的发病症状及特点

1.1 发病症状

菜心炭疽病在苗期至成株期均可发生，主要为害叶片、叶柄和叶脉部分。病害最初只是在接近地面的叶片上出现褪绿的水浸状小斑点，后扩大为圆形或近圆形灰褐色斑，中央稍凹陷，呈薄纸状，微隆起，直径为1～2 mm，最大不超过4 mm，最后病斑中央变成灰白色，极薄，半透明状，易穿孔。在叶脉上病斑多发生于叶背面，形成长短不一略向下凹陷的褐色条斑。叶柄上病斑为纺锤形或椭圆形，褐色，明显凹陷。叶片被害严重时，病斑可达数百个，相互汇合，连成大的病斑，形成“麻点”，造成叶片早枯。

1.2 发病特点

菜心炭疽病是由希金斯炭疽菌（Colletotrichum higginsianumSacc.）引起的，属半知菌亚门真菌。病原菌主要以菌丝或分生孢子在病残体或种子上越冬。该病的发生和流行要求较高的温度和湿度，属高温高湿型病害，温度在12～38℃均可发病，最适为26～30℃。病原主要从伤口入侵，靠雨水和昆虫传播。华南地区每年4～9月高温多雨天气多，特别适合该病的发生。一般高温暴雨后天气转晴，地势低洼，土壤粘重，植株过密，通风不良，田间湿度大或与十字花科蔬菜连作时该病发生较重。

2 菜心炭疽病病原菌的生物学特性

2.1 病原菌形态特征

菌丝无色透明，具隔膜。分生孢子盘小，直径25～42 μm，散生，大部分埋于寄主表皮下，黑褐色，有刚毛。分生孢子梗顶端窄，基部较宽，呈倒钻状，无色，单胞，大小（9～16）μm×（4～5）μm。分生孢子长椭圆形，两端钝圆，无色，单胞，大小（13～18）μm×（3.0～4.5）μm。

2.2 菌丝生长、产孢和孢子萌发的影响因素

周而勋等[5]研究了温度、pH值、光照、碳源、氮源和培养基种类对菜心炭疽病菌菌丝生长、产孢和孢子萌发的影响，结果表明，菌丝生长和产孢的温度均为8～35℃，最适温度均为25℃；在10～35℃范围内，病菌的分生孢子均可萌发，最适温度为25℃；分生孢子的致死温度为53℃、10 min或55℃、5 min。病菌在pH值3.0～10.0均能生长和产孢，最适pH值均为6.0。光照对菌丝的生长速率影响不大，但连续光照有利于菌丝干物质的积累和孢子量的增加。在蔗糖、葡萄糖、甘油D-阿拉伯糖、D-半乳糖、乳糖、D-山梨醇、甘露醇和麦芽糖9种碳源中，菌丝生长速率以甘露醇、麦芽糖和葡萄糖为最快；菌丝干质量以葡萄糖为最高；产孢量以麦芽糖为最多。在甘氨酸、硝酸钾、尿素、硫酸铵、硝酸铵、L-天门冬酰胺、硝酸钙、DL-胱氨酸和蛋白胨9种氮源中，菌丝生长以甘氨酸为最好；菌丝干质量以硝酸钾为最好，产孢量以尿素为最好。在PDA、马铃薯蔗糖琼脂（PSA）、玉米粉琼脂（CMA）、燕麦片琼脂（OMA）、麦芽糖琼脂（MA）、理查得（Richard）、Czapek、蛋白胨牛肉浸膏酵母膏（PBYA）、10%V8培养基（V8）、10%菜心榨汁琼脂（FJA）和10%菜心榨汁PDA（FJPDA）11种培养基中，菌丝生长以PDA和菜心榨汁PDA培养基为最好；产孢量以玉米粉琼脂培养基为最多，是其他常用培养基的几倍至几十倍。这为解释田间菜心炭疽病的发生发展规律提供了重要依据，也为人工接种鉴定菜心品种的抗病性明确了病菌生长、产孢及孢子萌发的最适条件。

3 菜心炭疽病抗病性鉴定

张华等[3]选用田间筛选出的表现较为抗病的当家品种“四九-19”及较易发病的“油青四九”作为供试材料，采用人工喷雾接种方法，通过对接种体喷雾浓度、保湿时间和苗龄试验，初步摸索出了一套适合于菜心炭疽病苗期抗病性鉴定的方法，即在气温为23～32℃范围内，用6×106～1×107个/L分生孢子悬浮液于3～4片叶期接种，保湿24～48 h，7 d后调查病情，可明显区分菜心品种对炭疽病的抗病性差异，初步认为该法可作为菜心炭疽病苗期抗病性鉴定的方法。

在掌握菜心炭疽病苗期抗病性鉴定技术的基础上，张华等[4]对目前生产上的主要菜心品种和广州蔬菜研究中心选育的一些材料进行了炭疽病抗性人工接种和田间观察鉴定，为育种上对材料的利用提供理论依据。鉴定结果表明，一般叶色较浅的早熟黄叶菜心品种的抗病性较强，叶色较深的早熟油青和中熟品种次之，叶色深绿的中迟熟和迟熟品种抗病性较弱。这是由于中、迟熟菜心多是在不适合于炭疽病发生的季节经自然和人工选择获得，故一般都不耐炭疽病，而早熟菜心则多是在较适合于炭疽病发生的季节经自然和人工选择获得，故表现出较强的抗性。

4 菜心炭疽病抗性生理

4.1 不同抗病品种感染病菌后丙二醛含量及几种酶活性的变化

刘爱媛等[6]选用4个对炭疽病抗性差异显著的菜心品种“50天油青”（感病）、“31号菜心”（感病）、“50天菜心”（抗病）和“黄叶四九”（抗病），测定它们在被炭疽病菌侵染后叶片内丙二醛（MDA）的含量及超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO），β-1，3-葡聚糖酶的活性。接种炭疽病菌12 h后抗病品种MDA含量绝对增加值大于感病品种，24 h后抗病品种MDA含量回落幅度大于感病品种。由于MDA作为膜脂过氧化作用的最终产物，它的含量是膜脂过氧化程度的一个重要标志，且与细胞膜的损害程度直接相关，所以结果表明了抗病品种对炭疽病菌侵染反应快，自我调节恢复正常状态及抗膜脂过氧化的能力比感病品种强。接种炭疽病菌后抗病菜心品种SOD、POD、PPO酶活性均比感病品种高，而β-1，3-葡聚糖酶活性被诱导的速度和上升的幅度与感病品种没有显著性差异。因此认为，SOD、POD、PPO酶活性的高低差异及动态变化是有参考价值的抗性指标。

4.2 矿质营养与菜心炭疽病的关系

杨暹等[7]的研究结果表明，在适宜的氮营养水平下，植株气孔密度最小，从而可以抑制炭疽病菌对叶绿素的破坏作用和可溶性糖的诱导效应。另外，通过研究氮营养对菜心炭疽病及细胞保护酶[8]、膜脂过氧化作用[9]和叶片内源激素[10]的影响，结果表明，适宜的氮营养处理可提高植株的耐病能力，病情指数降低。氮营养对植株细胞保护酶系统有明显的影响，炭疽病菌对SOD、POD、CAT活性有明显的诱导调节作用。接种后，适宜氮营养比高氮、低氮或不施肥更能加强炭疽病菌对POD活性的诱导和抑制炭疽病菌在前期对SOD活性的诱导，但在后期则加强了对SOD活性的诱导。不同氮营养下炭疽病菌对CAT的诱导调控作用不同，不施肥或较高的氮营养在致病过程中都显著地提高CAT活性，但适宜氮营养下只是前期具有明显的促进作用，后期逐渐转化为抑制作用。炭疽病菌可促进叶片抗坏血酸（AsA）的降解，低氮比高氮处理的促进作用更明显。炭疽病菌感染后可促进叶片PPO活性的提高，适宜的氮营养比不施肥、低氮或过高氮营养可明显地加强炭疽病菌对PPO的诱导作用。所有氮营养处理的植株叶片的细胞膜完整性在受炭疽病菌侵染后，逐步遭到破坏，膜透性明显增加，但适宜氮营养处理比不施肥和高氮营养处理的细胞膜受炭疽病菌的破坏作用小。随着炭疽病菌感染时间的延长，叶片MDA含量持续上升，表明植株受到炭疽病菌侵染后，脂质过氧化作用加强，脂质过氧化产物增加。经炭疽病菌侵染后，低氮和适宜氮营养早期会加速膜脂过氧化水平，但后期对脂质过氧化作用有所抑制，而不施肥或高氮水平下的作用效应正好相反。在感病过程中，所有氮营养处理乙烯释放量呈单峰曲线变化，并在接种后的第4～6天达到峰值，适宜氮、低氮营养比高氮或不施肥更抑制乙烯产生和脱落酸（ABA）合成，维持体内乙烯、ABA的稳定。适宜氮、低氮处理感病后（吲哚乙酸）IAA含量一直上升，而高氮或不施肥处理的IAA呈单峰曲线变化，并在接种后4～6 d达到峰值，随着致病时间的延长，适宜氮、低氮营养比高氮或不施肥更能提高炭疽病菌对IAA的诱导。表明氮营养—炭疽病—内源激素三者之间存在着密切的关系，维持植株体内的激素平衡是提高植株耐病的机理之一。可见，氮营养与菜心炭疽病的发生有密切关系，适宜的氮营养有利于提高植株对炭疽病的抗性，植株耐病能力提高，病情指数降低；而过高、过低的氮营养或不施肥，特别是高氮水平下更有利于诱导炭疽病的发生，提高植株病情指数。因此，为防止菜心炭疽病的发生，生产上必须避免偏施氮肥。

国内外研究表明，硅（Si）可增强蔬菜植物自身的抗病性[11～13]，提高植株光合作用，增加产量[14～15]。杨暹等[16～17]通过研究不同浓度的Si处理和接种炭疽病菌对菜心菜薹形成、炭疽病发生效果及Si吸收沉积的影响，结果表明，Si对菜心炭疽病的发生有明显的调控作用，并存在基因型差异。适宜的Si营养处理可提高菜心对炭疽病菌的抗性，降低病情指数，提高菜薹产量。Si对菜心品质也有明显影响，不同浓度Si处理可促进感病品种的叶绿素、粗纤维、VC的合成，并诱导可溶性糖的生成，且叶绿素、粗纤维含量随Si处理浓度的提高而增加；抗病品种的叶绿素含量随Si处理浓度的提高明显增加，而VC含量下降，Si对抗病品种的粗纤维、可溶性糖含量影响不显著；Si对2个品种菜薹的粗蛋白和可溶性蛋白质含量影响均不显著。施Si明显提高了菜心叶片Si的积累，且叶片的Si含量随着Si处理浓度的增加而显著提高；叶片组织沉积的Si粒大小不一，Si在叶片表皮组织呈不均匀分布，表明Si在菜心叶片中的积累可提高植株的抗病能力，但其积累量与植株的抗病能力不呈直线相关关系。菜心基因型不同，其抗病所需的Si含量也有所不同，感病品种需要较高含量的Si，而抗病品种所需的Si含量则相对较低。进一步说明，Si提高植株的抗病水平不是由单一因子决定的，而是Si参与植株体内的生理生化代谢，进而诱导植株系统抗病性的表达，最终表现为抑制植株病害的作用。

杨暹等[16～17]的研究还表明，抗、感病品种在缺Si下磷脂酰肌醇（PI）含量一直呈下降趋势，而施Si下PI含量先升后降，说明Si对植株体内的PI有明显的调节作用。感病后，不同抗性品种的PI消长明显不同，感病品种的中Si处理和抗病品种的低Si、中Si处理在感染病菌后的PI均呈明显增长趋势，而其他处理的PI有消有长。表明在适宜Si水平下炭疽病感染后可诱导形成较高水平的PI，较高的PI可能是抗病信号表现之一。磷脂酰肌醇-4-磷酸（PIP）含量与基因型、Si浓度和炭疽病菌密切有关，感病品种在感病前期有抑制PIP产生的趋势，而在后期转为促进作用，但抗病品种的变化规律与感病品种正相反。适宜Si水平可提高抗、感病品种在感染病菌后的PIP含量，特别是在感病后期的促进作用更明显，这可能与PI后期大量降解，传递抗病信息有关。

Si和炭疽病菌可影响钙调素（CaM）含量，但Si对炭疽病菌的影响效应具有调控作用。对感病品种而言，低Si下炭疽病菌对CaM的诱导促进作用较明显；而对抗病品种而言，中Si下的诱导促进作用相对较强，而且感病品种的诱导促进作用比抗病品种明显。还可看到，感病品种的中Si处理与抗病品种的低Si处理在感病后CaM变化相对缓和。这表明CaM参与炭疽病致病过程的调控，维持CaM的稳定，可能是提高菜薹抗炭疽病的机理之一。换言之，抑制钙信号的传导可能提高菜薹的抗病性能。

可见，肌醇脂质信使系统和钙调素信使系统参与菜薹炭疽病的致病过程，适宜的Si水平可调节2个信号途径相关因子的表达，从而提高菜薹的抗病能力。

5 菜心炭疽病的防治

①实施轮作 菜心在与十字花科蔬菜连作时一般炭疽病发生较重，所以在生产上应注意与非十字花科蔬菜轮作。

②加强田间管理、搞好田园清洁 选择地势较高、排水良好的田块种植，及时排除田间积水，搞好田园清洁，清除病株残体，深沟高畦，合理密植，保持田间通风透光，降低田间湿度。

③选用抗（耐）病品种 一般叶色黄绿品种较叶色油绿品种抗病，在生产上可选用叶色黄绿品种如四九菜心19号或黄叶四九等。

④药剂防治 在发病初期可用叶斑净1 000倍液、施保功1 000～1 500倍液、40%达科宁悬浮剂500～700倍液、炭疽福美500倍液、易斑净600倍液、75%甲基托布津可湿性粉剂600～800倍液或50%百菌清可湿性粉剂800倍液以及阿米西达等农药喷洒防治，每隔5～7 d喷1次，连喷2～3次。

⑤生物防治 李静等[18～19]对从菜心植株内分离到的内生细菌CX-PS及CX-PA进行了拮抗作用、繁殖能力、防病效果的初步研究。发现在盆栽防治试验中，CX-PS及CX-PA对菜心炭疽病都有较好的防治效果，说明这2种内生细菌有潜在的应用价值。

6 研究展望

菜心生产呈产业化、规模化发展，大面积集中栽培品种单一化，过度连作，使炭疽病迅速蔓延，为害严重，成为菜心生产的重要障碍，而目前的防治措施难以全面控制炭疽病的猖獗。因此，应对防治菜心炭疽病的关键技术进行研究。

抗病育种是克服病害最经济、有效的首选对策，所以应加强高抗炭疽病菜心种质资源的研究，尽快选育出抗病性与园艺性状相统一的抗菜心炭疽病过硬的优良品种应用于生产。

加强病原菌生化物质起源的分子基础研究和利用分子生物学手段，对寄主抗性与病原菌致病作用及相关性研究，以及从DNA水平了解不同致病类型菌系亲缘关系与遗传变异机制，揭示病原菌侵染为害的实质。

生物防治是一个重要途径，目前部分学者对菜心炭疽病有效防治的拮抗菌筛选已进行了一定的研究，但大面积推广应用拮抗菌及防病基因工程生物研究、开发方面还有待于进一步研究。

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Progress on Anthracnose in Flowering Chinese Cabbage

LU Bobin,YANG Xian
(College of Horticulture,South China Agricultural University,Guangzhou 510642)

The symptoms and traits of flowering Chinese cabbage infected by anthracnose were reviewed.Progress of study on five aspects were summarized:characteristic of anthracnose,biological characteristics of anthracnose pathogeny,identification of resistance to anthracnose,anti-anthracnose physiology,control methods.In the end,some research field were put forward.

Flowering Chinese cabbage;Anthracnose;Progress

10.3865/j.issn.1001-3547.2009.24.001

卢博彬（1985-），女，硕士研究生，研究方向为蔬菜栽培与生理

杨暹（1964-），通信作者，男，博士，教授，主要从事蔬菜栽培生理及分子生物学研究。E-mail：yangxian@scau.edu.cn

2009-04-22