大豆疫霉根腐病研究进展

代瑞平，刘 海

（1.黑龙江农垦红兴隆种业公司五九七分公司，黑龙江 双鸭山 155800；

2.黑龙江农垦红兴隆种业公司红旗岭分公司，黑龙江 双鸭山 155800）

大豆疫霉根腐病是由大豆疫霉菌(Phytophthora sojae,M.J.Kaufmann&J.W.Gerdemann)引起的，是危害严重的毁灭性大豆病害之一，在环境条件有利于病害发生的情况下可导致大豆绝产。自1948年首次在美国东北部的印第安那州发现该病以来，相继在澳大利亚、加拿大、匈牙利、日本、阿根廷、前苏联、意大利和新西兰等国都发现了该病[1]。仅美国一个国家就有大约800万公顷大豆受到该病危害。1991年沈崇尧等首次报道在我国东北地区分离到该病菌，其后该病害又先后在吉林、内蒙古、山东、北京出现。1998年黑龙江省的34个县、5个农场分局、30万公顷大豆田发现该病害，在黑龙江省呈扩大蔓延之势，对大豆生产构成巨大的潜在威胁。深入研究该病害对保证我国大豆生产健康稳定发展具有重要意义。对大豆疫霉根腐病的研究近年来发展很快，现将关于该病害的研究进展作以归纳、评述。

1 大豆疫霉根腐病的性质及危害症状

1.1 病原菌

大豆疫霉根腐病原菌是一种真菌，属于鞭毛菌亚门、卵菌纲、霜霉目、腐霉科、疫霉属。该病菌除侵染大豆外，在温室人工接种的条件下，还可以造成苜蓿草、甜三叶草的猝倒死亡，对菜豆、老鹳草也有致病力[2]。大豆疫霉根腐病菌的幼龄菌丝无隔多核，老龄菌丝有隔，菌丝分枝近直角，基部缩溢。孢子囊无色，呈倒梨形，大小为42～65×32～53μm，孢子囊萌发形成泡囊，泡囊壁很薄，内含大量游动孢子，很快伸长开裂。有的游动孢子留在泡囊内，并在其内萌发，形成芽管穿过泡囊壁。孢子囊有时直接萌发产生芽管，其作用类似分生孢子或直接由顶端孔口释放出游动孢子，在老的空孢子囊内一般形成新孢子囊，也可形成厚垣孢子。游动孢子多为肾形，一端或两端钝圆，侧面平滑，前面一根鞭毛，后面一根比前者长4～5倍，游动孢子游动缓慢，从运动到形成休眠孢子需数天。

1.2 病原菌繁殖条件

大豆疫霉菌菌落白色，绒毡状。菌株的最适生长温度为25～28℃，最高为32～35℃，最低为5℃。产生游动孢子的最适温度为20℃，最低温度为5℃，最高温度为35℃。孢子囊直接萌发的最适温度为25℃，间接萌发的最适温度为14℃。卵孢子形成和萌发的最适温度为24℃[3]。菌丝体生长一定时期，在温湿度条件适宜的时候，进行无性繁殖，产生孢子囊，在作物的生长季节可以反复多次地进行再侵染。当外界环境条件不适宜时，便产生厚垣孢子，或由雌雄配子体配合形成卵孢子，以休眠的状态抵御不良环境。P.sojae的卵孢子可以在土壤中存活多年，当外界条件适宜时，卵孢子可直接萌发产生芽管，当接触到固体表面时芽管膨大产生附着胞，然后马上从附着胞上产生菌丝。休眠孢子也可产生孢子囊，当下大雨或灌溉土壤，水分饱和时，孢子囊释放大量的游动孢子，游动孢子附着于种子或幼苗根上，进而萌发侵染。所以，水分饱和的土壤是侵染的必要条件。

1.3 危害症状

大豆疫霉根腐病可引起种子腐烂、出苗前腐坏、出苗后枯萎或生长发育的其他时期植株生活力下降、逐渐死亡[4]。大豆在整个生育期均可感染大豆疫霉病，尤以苗期最宜感病。感病品种萌发期被侵染,下胚轴和根部出现水渍状，最初为红色，后逐渐转为褐色、缢缩，最后变为黑褐色，子叶不张开。严重时，出土前就失去活力，枯萎腐烂。幼苗期病菌侵染茎部，在茎节处出现水渍状褐斑，向上、向下扩展，病部绕缩，最后变为黑褐色，病健交界处明显；引起病部及以上部位的叶片萎蔫、下垂，顶梢低头下弯，最终整株枯死，叶片不脱落。成株期被侵染引起植株生长缓慢，明显矮化，严重时，整株叶片从下部开始向上部萎蔫，叶柄缓慢下垂，与茎秆成八字形，顶端生长点低垂下弯，最终枯萎死亡，叶片不脱落。幼嫩的豆荚受到侵染后会枯萎发黄，最后脱落。荚皮出现水渍状向下凹陷的褐斑，并且逐步扩展成不规则的病斑，病健交界处明显，籽粒发育不良，最后形成瘪荚、瘪粒。种子受侵染干瘪、不饱满。大雨后该病菌还可引起叶片萎蔫，病斑浅褐色，边缘黄色，感病品种幼苗期整个叶片黄化，病斑在较老的叶片上限于局部，此所谓的成株期抗性。这种病症可导致高达40%的产量损失，一般成条或成块发病，很少单株发病[5]。

1.4 传播途径

带菌土壤和病残体是大豆疫霉根腐病的主要侵染源和传播途径；幼荚期接种可使荚内豆粒严重发病并停止发育，这些豆粒能作为病残体传病；通过大量的播种试验未能证实来自自然发病田的种子常规越冬后能够传病[6]。

2 研究进展

2.1 生理小种

自1955年Kaufmann等首次正式报道了大豆疫霉根腐病以来[7]，P.soja的致病性分化十分复杂，新的小种不断出现，除大量中间型外，到目前为止国外已报道的有53个生理小种[8,9]。在美国不同地区，1号、3号、4号、7号为优势小种。在澳大利亚，自1979年首次报道有大豆疫霉根腐病以来，已鉴定出1号、2号、4号、10号、13号、15号、25号、46号、47号、48号、49号、50号、51号、52号和53号生理小种。在我国，马淑梅[10]等于1999年对黑龙江省三江平原大豆田的10株疫霉根腐病株进行了测定，初步认为其中7个菌株属于1号生理小种。许修宏采用下胚轴接种法，利用美国寄主对从黑龙江省大部分县市及吉林省舒兰市分离到的大豆疫霉根腐病菌进行了分析，鉴定出了1、3和8号生理小种。大豆主产国阿根廷多数菌株为1号小种。我国的优势小种初步认定为1号生理小种。

2.2 抗病机制研究

现在一般认为抗病反应是病原菌与寄主植物大豆之间一系列相互作用的最终结果。整个反应是从病原菌侵入寄主后产生激卫素开始的，在激卫素（elicitor）的刺激或诱导下，植物抗病基因被激活，产生抗病物质，即大豆素。Mao Yuxin等[11]克隆到编码激卫素的基因Sojein2，这个基因与其他激卫素基因具有81.60%～92.90%的相似性。大豆素的积累与病原菌在抗病品种上停止生长有关，专化性诱发物质可以是寄主与病原菌接触后释放的小分子碳水化合物，所有诱导物均可诱导苯丙氨酸类代谢酶的产生。抑制苯丙氨酸解氨酶也抑制了大豆素的积累，抗性也随之丧失。在感病品种中（亲合性反应），最初也合成大豆素，但与抗病品种相比，14h后合成速率明显下降，显然在感病品种中，大豆素的合成在14h后受到抑制，这种抑制具有小种专化性。有证据表明，在抗病品种中能迅速积累大豆素，也有人指出在抗病品种中大豆疫霉根腐病菌被一些不相干的代谢物质所抑制。Jabs等[12］对抗病机制进行了进一步研究，认为植物体内防御反应的顺序为：产生激卫素——激活离子通道(氧化爆发)——激活防御基因——合成植物保卫素。

2.3 大豆抗性资源的筛选

大豆疫霉根腐病菌毒性类型复杂，而且变化很快，新的小种不断出现，导致大豆疫霉根腐病抗病品种的平均使用寿命只有8～10y。尽管如此，利用抗、耐性品种仍然是最有效的防治手段，因此大豆疫霉根腐病抗源的筛选工作尤为重要。国外对抗源筛选方面做了大量的工作。研究表明，不论在美国、澳大利亚、加拿大还是中国大豆品种中，单基因小种专化抗性都普遍存在，这就为利用Rps基因防治P.sojae提供了极为有利的条件。现在利用较多的Rps基因有Rps1a、Rps1c和Rps1k，其中Rps1k抗20多个小种，Rps1a和Rps1c抗10多个小种，利用这些抗病基因育成许多抗病品种[13]。在我国，朱振东用1号生理小种接种来源于黑龙江省的82个大豆品种和53个大豆品系，结果表明，其中16个品种及27个品系表现为抗性。许修宏[10]对东北三省的大豆种质进行了筛选，7.6%的品种对美国强毒性小种R25表现抗病，28.3%的品种对本地代表菌株1号小种表现抗病，2.6%的品种对两个小种均表现抗病，这表明东北地区大豆疫霉根腐病抗源十分丰富。

2.4 大豆品种的抗耐病性遗传

对大豆疫霉根腐病抗病基因的研究起步较早，自1954至今相继发现了Rps1、Rps1b、Rps1c、Rps3、Rps6、Rps2、Rps1k、Rps4和Rps5等抗性基因[14-17]，每个抗性基因都能抗多个生理小种，其中Rps1k抗20多个生理小种。以上抗性基因均为单显性。同时已发现的感病基因有rps1、rps2、rps3、rps4、rps5和rps6等，它们均为隐性。随着单基因抗疫霉根腐病品种的利用，后来又提出了耐病性的概念。Schmitthenner[18]将耐病性定义为植株感病但不表现严重的死亡、矮化等症状，产量基本无损失。1980年Jimenez[19]提出了田间抗性的概念，而Tooley[20]将其称为降低侵染速度的抗性。单基因抗性具有小种专化性，是质量性状，而耐病性是数量性状，不具有小种专化性，但Thomison[21]证明耐病性也具有小种专化性，因为耐病性的遗传力高，说明参与的基因数量有限。

3 大豆疫霉根腐病的防治

3.1 选用抗、耐性品种

利用抗、耐性品种仍然是最有效的防治手段，国内外对抗性资源的大量筛选工作以及对抗性遗传的分析结果表明，抗病品种可完全控制病害，并且抗性基因易于转育，但单基因抗性强，对病菌的选择压力大，促进了新小种的出现，从而使原来的品种抗性丧失，利用具有多个抗性的单基因系的品种可以延长其抗性保持年限。耐病性是小种非专化性的，其在防治大豆疫霉根腐病的持久性上会更好些。但耐病性品种是感染的，有时可能严重受害，对病害的防治能力有限，但可以与其他的防治方法相结合，如与药剂防治相结合[21]或与专化抗病品种的抗性基因用回交的手段相结合，既可有效防治病害又可保持抗性的持久性。

3.2 化学防治

大豆疫霉根腐病为土传病害，可在大豆任何生育阶段为害，药剂防治比较困难。但筛选高效、低毒和低残留的杀菌剂并建立合理的应用方法，如种衣剂研制及种子处理方法的筛选，可以有效防治大豆疫霉根腐病在苗期的发生[22]。一些杀菌剂，如甲霜灵、安克·锰锌、甲霜灵·锰锌等，在离体条件下对大豆疫霉菌具有很好的抑菌作用，其中以甲霜灵效果最好。在活体条件下，甲霜灵和甲霜灵·锰锌能完全抑制大豆疫霉菌对感病大豆品种的侵入，其药效期较长，均在25d以上。

3.3 耕作栽培措施

土壤湿度是影响大豆疫霉根腐病的关键因素。在雨量充足的条件下，排水良好可以防治该病。早期的研究表明，只有在土壤水分饱和的情况下，病原菌的游动孢子才能萌发，侵染体才能传播，因此一切可以降低土壤含水量的措施都可以有效防止该病的发生。如加强春耕提高土壤疏松度，建立有效的排水系统，进行轮作等。垄作是控制病害发生的有效措施。

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