植物源药剂防治烟草黑胫病的研究进展

植物源药剂防治烟草黑胫病的研究进展

罗咏梅1，2，周佳民3*， 朱三荣2， 朱列书1， 鲁耀熊3， 陈前锋2，徐 瑞3， 巢 进2

(1.湖南农业大学，湖南长沙 410128；2.湖南省烟草公司湘西自治州公司，湖南吉首 416000；3.湖南省农业科学院农业生物资源利用研究所，湖南长沙 410125)

摘要综述了烟草黑胫病病原菌形态及生理、发病规律、致病机理以及我国防治烟草黑胫病的植物源药剂筛选等方面的研究进展，并展望了其发展趋势。

关键词植物源药剂；烟草；黑胫病

中图分类号S435.72

基金项目湖南省湘西自治州烟草专卖局科技项目(XX14-16Aa03)；湖南长沙药用植物特色产业科技示范基地项目(K1303011-21)。

作者简介罗咏梅(1970- )，女，湖南安乡人，助理农艺师，从事烟叶生产技术推广研究。*

收稿日期2015-07-31

Research Progress of Botanical Pesticides to Control thePhytophthoraparasiticavar.nicotianae

LUO Yong-mei1,2, ZHOU Jia-min3*, ZHU San-rong2et al (1. Hunan Agricultural University, Changsha, Hunan 410128; 2. Hunan Province Tobacco Company Xiangxi Autonomous Prefecture Company, Jishou, Hunan 416000; 3. Institute of Agricultural Biological Resource Utilization, Hunan Academy of Agricultural Sciences, Changsha, Hunan 410125)

AbstractResearch progress of Phytophthora parasitica var.nicotianae pathogenic bacteria morphology and physiological and pathogenesis, pathogenic mechanism and control of Phytophthora parasitica var.nicotianae plant source agent screening were reviewed, and its development trend was forecasted.

Key words Botanical pesticides; Tobacco;Phytophthoraparasiticavar.nicotianae

烟草黑胫病(Phytophthoraparasiticavar.nicotianae)是烟草生产上一种毁灭性土传真菌性病害之一，病原隶属于鞭毛菌亚门卵菌纲霜霉目腐霉科疫霉属, 其为兼性腐生菌,寄主范围广，可为害烤烟、晾烟、晒烟、香料烟、白肋烟等所有栽培烟草，破坏性极强。Van等于1896年在印尼爪哇烟草上发现[1]，1950年传入我国，随后扩散至全国大部分烟草种植区域[2]，给我国烟叶产业造成了严重影响[3-4]。笔者综述了植物源药剂防治烟草黑胫病的研究进展，以期为提高烟草品质和产量提供参考。

1烟草黑胫病病原菌形态及生理

1.1病原形态研究表明，烟草黑胫病菌的培养性状比较稳定，地区之间差异较小，生态环境和农业措施的变化对烟草黑胫病菌的培养性状影响较小[5-7]。烟草黑胫病病菌是异宗配合，气生菌丝，菌丝最适生长温度为20～30 ℃，菌丝粗细不均匀，有分支，无隔膜(偶尔在老熟菌丝中有横隔)，透明，具有膨大体，菌丝内含有大量油球；孢子囊顶生或侧生，梨形或椭圆形或不规则形，具脱落性，孢子囊柄不明显，具1或2个乳突 (幼嫩孢子囊乳突不明显)[8]；在适宜条件下，可产生3～30个无色能游动的孢子，近圆形或肾形，侧生不等长双鞭毛，遇寄主时失去鞭毛，产生牙状管侵入植株；条件不适宜时，孢子囊也能直接萌发出牙管侵入[9-10]。在我国自然条件下烟草黑胫病还未发现卵孢子[11]。王革等[12]研究表明,烟草黑胫病菌可以单独在土壤中以休眠厚垣孢子状态存活，且至少可存活8个月，厚垣孢子能够在土壤中度过烟草休闲期并成为翌年病害的主要初侵染源。

研究表明，黑胫病菌有0、1、2、3 号4个生理小种，各生理小种的形态是相同的，但在人工培养、生物学、生物化学和致病性等方面均有不同表现的群体[13-15]。其中，0号和1号小种广泛分布于世界各烟区，我国主产烟区烟草黑胫病菌有0号和1号2个生理小种[16-17]，大部分地区以0号小种为优势小种[18]，但刘铭等[19-22]认为，1号生理小种为云南省凉山州、湖北、河南、四川等地烟草黑胫病菌的优势小种；目前还未发现有2号、3 号生理小种的报道。

1.2病原生理烟草黑胫病病菌为兼性腐生菌，喜高温高湿。李梅云等[23]研究表明，烟草黑胫病菌丝在20～36 ℃都能生长，28 ℃生长最佳,烟草黑胫病菌最适合在燕麦培养基上生长，菌丝生长快,菌丝在pH为3～11时都能生长，以pH5.5生长最好。孢子囊产生的最适温度为24～28 ℃，游动孢子活动和萌发的最适温度为20 ℃，最高温度为34 ℃，最低温度为7 ℃，孢子囊在空气相对湿度为97%～100%时只需5 h就能萌发，在相对湿度为91%时则要45～70 h才能萌发[11,24]。胡吉凤等[25]研究认为，菌丝生长温度为25～30 ℃、全黑暗条件最适合烟草黑胫病菌生长；在28～30 ℃、连续光照、水浸条件下黑胫病菌产孢量达到最大。

2烟草黑胫病的发病规律及其致病机理

2.1发病规律烟草黑胫病是一种高湿高温型的土传真菌性病害，具有发病率高、分布范围广、造成的经济损失大等特点[26-28]。温度和湿度是烟草黑胫病流行的主要气象因子，高温高湿有利于病原菌的侵染和病害发生[29]。平均气温24～30 ℃最适合病害侵染，低于20 ℃很少发病，28～30 ℃发病最快[30]；雨后相对湿度保持在80%以上3～5 d，田间就会出现1个发病高峰，若在烟株现蕾前雨量大，则病害加重[31-32]。但黄国友等[33-34]研究认为，大田期烟草黑胫病是否流行的决定因素是湿度，而温度较少成为限制因子。胡吉凤等[35]研究认为,月平均气温的高低是引起烟草黑胫病发生流行早晚及轻重程度不同的最关键因子，不同品种在同一气候区的发病情况不同，同一品种在不同气候区的发病情况差异较大。

烟草在整个生育期均可受害，烟草黑胫病原菌主要为害移栽后的大田烟株，侵染成株的茎基部和根部[36]。幼苗感病时茎基部出现黑色病斑，或从底叶发病蔓延到茎，引起猝倒、死亡。烟草黑胫病一般在6月下旬开始发病，发病高峰期在7月中旬，7月下旬地上部开始死亡，8月上旬地上部进入死亡高峰，整株一般都会枯死[37]。

2.2致病机理烟草黑胫病菌可以在烟草的任何生育阶段侵染危害，黑胫病病原菌的游动孢子可直接侵入感病寄主幼嫩组织，烟草苗期被黑胫病菌侵染后，在近地面烟株茎基部产生黑色病斑，病斑向上下扩展，延及茎、叶及根部，容易引起猝倒[38-39]。

大田烟株被黑胫病菌侵染后，根系或茎基部受侵染，病害向上扩展，破坏髓部及维管束，影响水分和养分的吸收运输；在大田农艺性状上表现出病叶凋萎、枯死，根部坏死，出现“黑胫”，病茎髓部变褐、变黑，干缩，变成碟片状[40]。

Duniway[41]研究认为，游动孢子在再侵染中起主要作用，游动孢子的侵入并不需要伤口，它们在3 h内发芽并直接穿入表皮，产生的菌丝迅速进入皮层细胞内部或居于细胞之间。孙清等[42]研究认为，黑胫病病菌侵染烟草植株后，导致植株过氧化物酶同工酶的种类和活性有所改变，根系活力下降，烟草生长发育受阻；而陈瑞泰[43]研究认为，黑胫病病菌有一种可能是多元半乳糖醛酶的分泌物，使寄生细胞分解而产生的胶块和木栓，阻塞了根部水分的上升，从而产生烟株凋萎现象。Wolf[44]研究表明,烟草黑胫病菌毒素具有热稳定性、不挥发、能渗析、可以被碳吸附等特性,可引起健康叶片和烟苗萎蔫。

3植物源药剂对黑胫病的防治效果

3.1植物源药剂的筛选烟草黑胫病防治方法主要有抗病育种、化学防治、农业防治、物理防治和生物防治。目前防治烟草黑胫病仍以化学农药防治为主,这些化学药剂多为苯基酰胺类，作用机制相近，长期依赖化学防治，病菌容易产生抗药性，同时也造成烟叶农残和重金属含量超标，严重影响了烟叶的安全性[45]。使用植物源药剂防治黑胫病是今后烟草黑胫病综合防治的主要趋势。但由于田间环境条件的多变性，对黑胫病菌生物防治在实验室的研究较多，杨晓凡等[46]以烟草黑胫病菌为供试菌种，对7种植物的95%乙醇提取物进行离体生物测定筛选，结果表明中草药F和中草药H提取物对烟草黑胫病菌有明显的抑制作用；有研究发现，兰香、桉树和蒌叶3种植物叶片抽提物的10%水溶液对烟草黑胫病菌的抑制率高达84.4%～86.5%[47]；张新强等[48]测定了生物碱类、苷类等6种中草药提取物对烟草黑胫病菌均有明显的抑制作用，且随使用剂量的增大而增强。有研究表明，苦参+金银花、苦参+补骨脂和金银花+补骨脂等提取物复配后对烟草黑胫病原菌的抑制存在协同增效作用[49]。

商胜华等[50]通过盆栽试验表明，只有稀释倍数小于10倍的大蒜提取液才对烟草黑胫病具有防治效果；杨兰等[51]研究了大蒜素对烟草黑胫病的田间药效，结果表明，大蒜素对烟草黑胫病有一定的防治效果；王若焱等[52]利用青蒿、藿香等8种植物提取物，化学增效剂，氟吗啉·三乙膦铝3种措施联合施用在大田能大大降低烤烟黑胫病病指，降幅达78.61%；卢敏等[53]还研究了柠檬草精油对烟草黑胫病菌具有优越的体外和体内抗菌活性，是有潜力的生物抗菌剂和杀菌剂。有关抗烟草黑胫病植物源杀菌剂的试验研究报道较少，用于大田生产的商品制剂更是稀少，因此，筛选和研制高效低毒、低残留的抗烟草黑胫病植物源杀菌剂，对于烟草黑胫病的综合防治具有重要意义。

3.2植物源药剂对黑胫病菌的作用机制植物源药剂是利用有些植物里含有的某些抗菌物质杀死或有效抑制某些病原菌的生长发育的一种药剂，目前在植物源杀菌剂中植物活性成分对黑胫病菌的作用机制研究相对较少。初步研究表明，一是植物活性成分对黑胫病菌的直接作用，如抑制菌丝生长发育，抑制游动孢子的产生、附着孢子的形成及侵入丝的形成。Bowers等[54]研究发现，10%丁香油和胡椒芥子油混合液、肉桂提取物以及合成肉桂油对土壤中的烟草黑胫病菌厚垣孢子具有一定的控制作用。二是植物活性成分对黑胫病菌的间接作用，主要诱导寄主产生抗性，增强寄主的抗菌能力。徐后娟等[55]用二氢茉莉酸丙酯处理烟草来诱导烟草幼苗产生对黑胫病的抗性，减轻了烟草黑胫病的发生。植物源杀菌剂对烟草黑胫病菌作用机理仅限于初步了解，其作用机理还需深入研究。

4展望

在我国各大种植烟区，黑胫病的发生都较普遍。烟草黑胫病是一种土传病害，化学农药防治仍是防治烟草黑胫病的主要手段，这些化学药剂作用机制相近，长期反复使用对烟叶的质量、生态环境产生巨大的影响，不符合我国烟草生产的可持续发展战略。如何使用植物源农药防治烟草黑胫病，提高烟叶品质、保障其安全性以及保持生态平衡,仍然是烟草黑胫病防治中需要重视的课题。因此,研究筛选抗烟草黑胫病植物源活性物质，阐明其作用机理,研制及批量生产稳定高效的植物源杀菌剂，并广泛应用于综合防治烟草黑胫病的生产实践中，对于提高烟草产量、品质，保护生态环境以及增加农民收入具有十分重要意义。

参考文献

[1] VAN BREDA J，DE HAAN.De Bibitziekte in de Delitabak：Veroorzaakt doorPhytophthoranicotianae[M].Motana:Mded Slands Plentuim,1896:1-107.

[2] 陈瑞泰,朱贤朝,王智发,等.全国16个主产烟省(区)烟草侵染性病害调研报告[J].中国烟草科学,1997(4):1-7.

[3] DONAHOO R S,COLLINS J F,ROBERTS P D.Phytophthoranicotianaeas a reemerging pathogen in Florida citrus groves[J].Phytopathology,2013,103(6):36.

[4] 陈瑞泰,朱贤朝,王智发,等.我国烟草黑胫病适生性预测[J].广东农业科学,2009(6):91-93.

[5] 马国胜,高智谋.烟草黑胫病菌培养性状的研究[J].中国农业科学,2007,40(3):512-517.

[6] 张文友,刘铭,尹福强,等.烟草黑胫病菌培养特性的研究[J].现代农业科技,2013(19):135-136.

[7] 杨顺强,杨焕文强,吴银梅.等.烟草黑胫病菌的分离及培养性状研究[J].湖北农业科学,2014,53(1):81-82,145.

[8] 谈文,吴元华.烟草病理学[M].北京:中国农业出版社,2003:175-183.

[9] 马国胜,高智谋,陈娟.烟草黑胫病菌研究进展(I)[J].烟草科技,2003(4):35-42.

[10] 北京农业大学.农业植物病理学[M].北京:农业出版社,1991:283-286.

[11] 北京农业科学院植物保护研究所.中国农作物病虫害:下册[M].北京:中国农业出版社,1996:575-580.

[12] 王革,郑小波,陆家云,等.烟草黑胫病菌厚垣孢子和菌丝体在土壤中的存活状态[J].南京农业大学学报,1998,21(1):41-45.

[13] APPLE J L.Physiological specialization withinPhytophthoraparasiticavar.‘nicotianae’[J].Phytopathology,1962,52:351-354.

[14] MCLNTYRE J L,HANKIN L.Lack of kestose (fructosylsuclose)production by race ofPhytophthoraparasiticavar.nicotianaedifferentiates it from races[J].Mycologia,1977,69(4):756-760.

[15] 朱贤朝,郭振业,刘保安.烟草黑胫病菌(Phytophthoraparasiticavar.nicotianae)生理小种研究初报[J].中国烟草,1984(1):4-7.

[16] 梁元存,刘延荣,王玉军,等.烟草黑胫病菌致病性分化和烟草品种的抗病性差异[J].植物保护学报,2003,30(2):l43-147.

[17] 王智发,刘延荣,谢成颂,等.我国烟草黑胫病菌生理小种鉴定[J].山东农业大学学报，1987,18(1):1-8.

[18] 朱贤朝,郭振业,刘保安．我国烟草黑胫病菌生理小种研究初报[J].中国烟草,1987(4):1-3．

[19] 刘铭,尹福强,张文友,等.凉山州烟草黑胫病菌生理小种的鉴定[J].广东农业科学,2012(18):71-72,75.

[20] 李锡坤,孔凡玉,李锡宏,等.湖北省烟草黑胫病菌生理小种研究初报[J].中国烟草科学,2011,32(3):84-88.

[21] 苗圃,王海涛,李淑君,等.河南省烟草黑胫病菌生理小种鉴定[J].西北农业学报,2013,22(10):204-207.

[22] 李斌,杨益芬,龚国淑,等.四川省烟草黑胫病菌生理小种的分离鉴定[J].烟草科技,2012(10):81-84.

[23] 李梅云,卢秀萍,李永平,等.烟草黑胫病菌培养特性的研究[J].植物保护,2006,32(6):81-84.

[24] 赖传雅.农业植物病理学(南方本)[M].北京:科学出版社,2003:157-161.

[25] 胡吉凤,王德凤,谷晓平,等.不同培养条件对烟草黑胫病菌生长和产孢的影响[J].广东农业科学,2013(13):81-84,109.

[26] 王志愿,姜清治,霍沁建.烟草黑胫病的研究进展[J].中国农学通报,2010,26(21):250-255.

[27] 孔凡玉,朱贤朝,石金开,等.我国烟草侵染性病害发生趋势原因及防治对策[J].中国烟草,1995,16(1):31-34.

[28] 李清飞,王岩.烟草黑胫病的研究概况及其防治措施[J].北方园艺,2011(19):179-180.

[29] 蔡红艳,段宏伟.烟草黑胫病的发生规律及防治技术研究初报[J].中国烟草,1993(3):20-21.

[30] 卢洪兴.烟草黑胫病发生与防治研究[J].中国烟草,1993(3):24-28.

[31] 屈霞,李爱国,颜合洪.烟草黑胫病研究进展[J].作物研究,2007,21(5):725-728.

[32] 卢洪兴,肖志凑.烟草黑胫病与气象因素关系分析及其预测预报的探讨[J].烟草科技,1990(4):37-39.

[33] 黄国友,刁朝强,陈雪,等.我国烟草黑胫病适生性预测[J].广东农业科学,2009(6):91-93,109.

[34] 姚革,冉瑞华.烟草烟黑胫病流行因素及防治[J].西南农业学报,1996,9(1):76-80.

[35] 胡吉凤,桑维钧,刘健锋,等.贵州省不同气候区烟草黑胫病的发生情况调查[J].贵州农业科学,2013,41(11):96-99.

[36] 夏开宝,曾嵘,吴德喜.烟草病虫草害的识别与防治图册[M].昆明:云南科技出版社,2007:33.

[37] 李大庆,文西明,梁忠义,等.余庆县烟草黑胫病发生规律及防治技术研究[J].贵州农业科学,2007,35(4):90-91.

[38] 平文丽,李雪君,朱景伟,等.烤烟黑胫病的防治策略研究进展[J].河南农业科学,2013,42(5):12-16.

[39] 中国农业科学院烟草研究所.中国烟草栽培学[M].上海:上海科学技术出版社,1987:281-284.

[40] 蔡勇,肖启明,杜桂萍.烟草黑胫病生物防治的研究进展[J].安徽农业科学, 2010,38(11)：5708-5710,5743.

[41] DUNIWAY J M.Role of physical factors in the development ofPphytophthoradiseases[M]//ERWIN D C,BARINICKI-GARCIA S,TSAO P H,et al.Phytophthora:Its biology,taxonomy,ecology and pathology.St Palu,MN,USA:The American Phytopathological Society,1983:175-188.

[42] 孙清,周汝鸿.烟草黑胫病损失机理的初步研究[J].河南农业大学学报,1992(4):366-369.

[43] 陈瑞泰.烟草病虫害防治[M].济南:山东科学技术出版社,1989：1-10.

[44] WOLF F T.The pathology of tobacco black shank[J].Phytopatho,1933,23:605-612.

[45] 汪汉成,李文红,冯勇刚,等.烟草黑胫病化学防治的历史与现状[J].中国烟草学报,2011，17(5):96-101.

[46] 杨晓凡,花日茂,吴祥为,等.抗烟草黑胫病菌的植物源杀菌剂的筛选研究[J].安徽农业大学学报,2006,33(2):189-191.

[47] PATEL D N,PATEL B N.Evalution of plant extracts andTrichodermaharzianumrifai againstPhytophthoraparasiticavar.nicotianae[J].Tobacco research,1999,25(1):4-8.

[48] 张新强,桑维钧,谢鑫,等.6种中草药提取物对烟草黑胫病菌的抑制作用[J].河南农业科学,2011,40(10):92-95.

[49] 张新强,桑维钧,苏凯,等.中草药提取物复配对烟草黑胫病菌抑制作用增效组合筛选[J].广东农业科学,2011(12):84-86.

[50] 商胜华,陆宁,陈庆园,等.大蒜提取液对烟草黑胫病和青枯病的防治效果初探[J].贵州农业科学,2009,37(10):94-96.

[51] 杨兰,袁谋志,田茂成,等.大蒜素对烟草黑胫病防治效果的田间试验[J].湖南农业科学,2013(4):24-25.

[52] 王若焱,夏志林,向小华,等.植物源药剂及化学药剂联合保健技术对烤烟黑胫病的防治效果[J].中国农学通报,2014,30(13):294-298.

[53] 卢敏,韩智强,李忠环,等.柠檬草精油对烟草黑胫病的抑制活性研究[J].上海交通大学学报,2012,30(5):67-71.

[54] BOWERS J H,LOCKE J C.Effect of formulated plant extracts and oils on population density ofPhytophthoranicotianaein soil and control ofPhytophthorablight in the greenhouse[J].Plant disease,2004,88(1):1161-1171．

[55] 徐后娟,张军,慕立义,等.二氢茉莉酸丙酯诱导烟草抗黑胫病作用研究[J].农药学学报,2003,3(5):73-76.