冬青卫矛的研究现状及展望

李彦凯 宋晓贺 尹立伟 孟娜 张瑶 朱思琦 项飞龙

摘要 冬青卫矛具有抗大气污染、抗寒、抗旱、抗贫瘠土壤等特点，而且还具有杀虫、杀菌等生物活性，在医疗、保健和环境保护等方面都有很好的应用价值。综述了冬青卫矛繁殖技术、叶部病害、抗逆性、内生真菌等方面的研究进展，以期为更好地开发和利用冬青卫矛资源奠定基础。

关键词 冬青卫矛;叶部病害;内生真菌

中图分类号 S793  文献标识码 A

文章编号 0517-6611（2020）20-0014-03

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.20.004

Research Status and Prospect of Euonymus japonicus

LI Yankai 1，2，SONG Xiaohe1，YIN Liwei1 et al （1.College of Life Sciences，Anqing Normal University，Anqing，Anhui 246133; 2.Key Laboratory of Total Matter Flux in Wanjiang River Basin，Anqing，Anhui 246133）

Abstract Due to the resistance to atmospheric pollution，cold，drought and barren soil，and its biological activities in insecticide，Euonymus japonicus Thunb.has great application value in healthcare and enviromental protection.We reviewed the research progress in breeding technology，leaf diseases，stress resistance，endophytic fungi of E.japonicus，so as to provide basis for the better development and utilization of E.japonicus.

Key words Euonymus japonicus Thunb.;Leaf diseases; Endophytic fungi

冬青卫矛（Euonymus japonicus Thunb.）是卫矛科、卫矛属的常绿灌木，该植物适应性强、分布和栽培范围广，有较强的抗大气污染、抗寒、抗旱、抗贫瘠土壤等特點，是园林绿化和环境保护的重要树种之一，具有很高的观赏和经济学价值 [1]。此外，冬青卫矛是卫矛科重要的药用植物，其体内的天然化学成分不仅具有抗肿瘤、利尿、化瘀、调经等作用，而且还具有杀虫、杀菌、抗病毒等活性，可研制成生物农药，用于病虫害的生物防治，从而减少环境污染 [2]。冬青卫矛内生真菌具有较高比例的杀虫杀菌活性和多而独特的真菌类型，是获得农药活性菌株的良好资源 [3]。冬青卫矛在医疗、保健和环境保护等方面都有很好的应用价值。鉴于此，笔者综述了冬青卫矛繁殖技术、叶部病害、抗逆性、内生真菌等方面的研究进展，以期为更好地开发和利用冬青卫矛资源奠定 基础。

1 冬青卫矛繁殖技术

冬青卫矛叶面大小及叶面斑纹等存在变异。目前，我国常见的有6个冬青卫矛栽培变种，即金边冬青卫矛（E. japonicus var.aurea-marginatus）、银边冬青卫矛（E. japonicus var.albo-arginatus）、金叶冬青卫矛（E. japonicus var.microphyllus）、金心冬青卫矛（E. japonicus var.aurea-variegatus）、粗枝冬青卫矛（E. japonicus ‘cuzhi）、华源发黄杨（E.japonicus‘Huayuanfa） [4]。国内外观赏植物繁殖技术主要包括种子繁殖、组织培养、扦插繁殖等方法。冬青卫矛植物种子有假种皮，种子内含油量高，休眠期长，不易出苗，因此冬青卫矛及其栽培变种通过种子繁殖的方法较难，鲜见相关的研究报道。冬青卫矛大多使用扦插繁殖方法，但繁殖率较低，满足不了大规模生产的需要。李云等 [5]和闫志刚等 [6]分别对北海道黄杨和金心冬青卫矛的组织培养无菌苗的方法进行了研究，为短时间内快繁苗木以满足市场需求提供了技术基础。薛会雯 [7]对金叶冬青卫矛繁殖技术进行了研究，筛选出最佳的金叶冬青卫矛组织培养和扦插繁殖的方法。尚爱琴等 [8]成功建立了北海道黄杨下胚轴再生体系。组培技术不仅可在短期内获得大量的苗木，为短时间内快繁苗木以满足市场需求提供技术支持，同时为研究这一树种的植株再生及外源基因导入奠定基础。

2 冬青卫矛叶部病害研究

在冬青卫矛植株的快繁和栽培过程中，常会有一些影响苗木成活、生长的病虫害的发生，造成经济损失。近年来，冬青卫矛叶部病害在我国普遍发生且危害严重，轻者病斑累累影响生长，重者叶片枯死、脱落甚至植株成片死亡，严重影响其观赏价值及绿化效果。流行年份造成8—10月间冬青卫矛大量落叶，管理粗放的地方发病尤为严重。尽管冬青卫矛叶部病发病严重、分布广泛，但研究人员对病害方面的研究工作才刚刚起步，现有材料显示，冬青卫矛常见的病害有叶斑病、炭疽病、疮痂病、白粉病、煤污病、叶枯病共6种 [9-10]。

由坏损假尾孢菌（Pseudocercospora destructiva（Ravenal） Guo & Liu）侵染引起的冬青卫矛叶斑病又称冬青卫矛褐斑病，是公园、庭院、街道绿地和苗圃的常见病害，主要为害叶片，初期产生黄色凸起小斑点，后扩展成近圆形或不规则的大斑，病斑边缘隆起，褐色，隆起的边缘外有延伸的黄色晕圈，中心黄褐色或灰白色，病斑内密生细小黑色霉点，严重时病斑连成一片，导致叶片枯死、脱落甚至植株成片死亡，严重影响其观赏价值及绿化效果。该病害在日本、美国均有分布 [11]。在中国，冬青卫矛叶斑病最早于重庆、武汉两地严重发生 [12-13]，随后在江苏、湖南、山东、陕西、河南、四川等地发病严重。从 Ravenal 发现冬青卫矛叶斑病至今，已经历100多年 [14]。尽管冬青卫矛叶斑病发病严重、分布广泛，但国外关于该病害的研究报道很少。虽然国内一些学者进行了一些探索性的研究，但多侧重于病原菌的生物学特性和化学防治研究 [13-15]。目前，冬青卫矛叶斑病防治研究方面仅有室内化学药剂抑制孢子萌发试验和田间药效试验报道，常用药剂如腐霉利、甲基硫菌灵、多菌灵、代森锰锌等在抑菌试验和田间防治试验中对叶斑病都表现出一定的防效 [13，16-18]。

由Oidium euongmi-japonicae（Arc） Sacc 侵染引起的冬青卫矛白粉病是世界范围内普遍发生的一种病害。该病害在日本较普遍，美国、欧洲也有发生。在中国的四川、云南、上海、陕西、山东、安徽等省市均有发生记载。该病主要危害叶片和幼嫩新梢。发病初期，叶片背面出现白色小点，病斑逐渐扩展成圆形白粉层，后期病斑连接成不规则形状，严重时整个叶片布满白色粉层，叶片皱缩，出现褪色斑块。其分生孢子萌发最适温度为20～25 ℃，尤以25 ℃、pH 5、相对湿度100%最适于萌发，对高温敏感，而光照、营养条件对孢子萌发影响不大 [18]。

由Colletotrichum gloeosporioides Penz.侵染引起的冬青卫矛炭疽病在我国四川、安徽、江苏、山东、陕西、上海、河南、四川等地有不同程度的发生 [19-20]，主要发生于叶片和枝梢上。叶部病斑近圆形或不规则形状，中央灰白色，边缘有褐色隆起，后期病斑上产生小粒黑点。枝梢部病斑呈椭圆形或不规则形的溃疡斑，病斑扩展后，枝梢头部弯曲下垂枯死。病菌分生孢子盘，在高温多湿条件下产生胶黏状粉红色分生孢子堆。温度、湿度、pH、光照和营养等对病菌生长和分生孢子产生和萌发有显著的影响。该病害的防治目前主要采用化学防治，用70%代森锰锌700倍防治大叶黄杨炭疽病药效达92.50% [21]。

3 冬青卫矛内生菌的研究

植物内生真菌是指在其生活史的一定阶段或全部阶段生活于健康植物组织或器官内部，但不会引起宿主植物表现出外在症状的真菌，广泛存在于不同环境、不同种类的植物组织内 [22]。内生真菌在与宿主长期协同进化过程中，不仅形成了丰富的生物多样性，而且在植物病害生物防治和抵抗干旱、高盐等非生物胁迫中都有巨大的应用潜力 [23-24]。目前，对冬青卫矛内生真菌、天然杀菌杀虫活性成分分析以及抗逆性等方面的研究工作逐步开展，Han等 [25]从冬青卫矛根皮中分离鉴定出6个β-二氢沉香呋喃多元醇酯类生物碱化合物。黄军海等 [26]对13种卫矛科植物的杀虫活性进行了研究，发现冬青卫矛根皮的石油醚和乙酸乙酯提取物具有毒杀作用。张启东 [27]从冬青卫矛中分离出的4个大环生物碱具有显著杀虫活性。韩江涛 [28]和李会玲 [29]从分离培养的冬青卫矛内生真菌中分离鉴定出2株具有杀菌活性的菌株，分别属于半知菌亞门链格孢属（Alternaria） 和曲霉属（Aspergillus）真菌，这2株菌株的发酵液对苹果、番茄、小麦、玉米等真菌病害和金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌等细菌病害均具有广谱杀菌活性。

4 冬青卫矛抗逆性生理生化研究

冬青卫矛具有较强的抗寒、抗旱、抗贫瘠土壤以及抵抗各种有毒气体及烟尘的特征，使之成为我国园林绿化中常用的常绿阔叶植物。孙洪波等 [30]以粗枝冬青卫矛（E.japonicus‘Zhuzi）为试材，研究低温胁迫对其生理特性的影响，并利用抑制差减杂交法分离粗枝冬青卫矛幼苗的冷诱导表达基因。Li等 [31]研究了DNA损伤与环境污染之间的联系，发现高污染区的冬青卫矛叶片，尤其是老叶DNA损伤尤为严重。Wang等 [32]研究了干旱胁迫对冬青卫矛幼苗植株的影响，发现2个新的抗旱药剂FA （旱地龙） 和BAG （Beijing Green Angel）可显著降低冬青卫矛气孔导度（Ps）和蒸腾速率 （Tr）。Jin等 [33]研究了冬青卫矛幼苗在高温胁迫下对光合作用的影响，发现依赖于SOD、CAT、G-POD和DHAR等酶的水-水循环受到高温胁迫的影响，高温胁迫诱导活性氧的积累可能起到关键作用。

5 展望

冬青卫矛为多年生木本植物，常采用扦插、嫁接繁殖，不同地域之间经常交换，不同来源的冬青卫矛植株株高、叶片形状和大小等形态特征均存在一定差异，在耐寒、耐旱、抗病等方面的也呈现出一定的遗传多样性。虽然国内外学者对冬青卫矛景观配置、组织培养、栽培育苗技术、病虫害防治以及抗有毒气体和粉尘污染、抗高温干旱、抗寒等方面进行了广泛的研究，但关于冬青卫矛分子和基因表达层面的研究十分缺乏。NCBI中公布的冬青卫矛蛋白序列仅有194条，EST和SNP标记数为0，国内外严重缺乏冬青卫矛全基因组和分子标记信息，大大限制了冬青卫矛分子生物学的发展。近年来，由于冬青卫矛病虫害普遍发生及其他原因，冬青卫矛的使用率严重下降，从而导致遗传多样性的丧失，这很可能会使植株更易感染新的病虫害，降低遗传变异。DNA分子标记技术在遗传多样性评价和种间及不同居群亲缘关系分析等方面应用很广泛。转录组测序技术是一种大规模挖掘基因资源的有效手段，能全面快速地获得组织中所有的转录本信息，因而在模式和非模式物种中得到了广泛应用，

尤其适用无参考基因组的物种 [34-35]。因此，利用转录组测序技术进行冬青卫矛全转录组SSR位点挖掘和分析，用分子标记的手段对冬青卫矛的遗传多样性进行研究，可在分子水平上有效保护和利用冬青卫矛种质资源，从而为选育新的抗病品种打下基础。 此外，冬青卫矛病害的防治大多采用化学防治的方法，长期的药剂防治易使病原菌对药剂产生耐受力和抗药性，增加防治的难度，利用内生菌、菌根真菌有针对性地开展冬青卫矛病害生物防治也是今后研究的一个重要方向。

参考文献

[1]

SPIVEY A C，WESTON M，WOODHEAD S.Celastraceae sesquiterpenoids：Biological activity and synthesis[J].Chemical society reviews，2002，31（1）：43-59.

[2] 江苏省植物研究所.新华本草纲要[M].上海：上海科学技术出版社，1988：295-315.

[3] 韩江涛，杨春平，韩小美，等.冬青卫矛内生真菌代谢产物农用杀菌活性筛选[J].西北农业学报，2008，17（5）：98-102.

[4] 姚砚武，李永利，刘国彬，等.北海道黄杨良种‘华源发黄杨[J].林业科学，2016，52（4）：148.

[5] 李云，梁庆丰，赵芳，等.北海道黄杨的组织培养[J].植物生理学通讯，2003，39（4）：352.

[6] 闫志刚，石大兴，王米力，等.金心冬青卫矛的组织培养及植株再生[J].植物生理学通讯，2005，41（5）：635.

[7] 薛会雯.金叶大叶黄杨繁殖技术研究[D].长沙：中国林业科技大学，2011.

[8] 尚爱芹，蔡汉，闫晓洁，等.北海道黄杨下胚轴的离体培养及植株再生[J].中国农业科学，2005，38（12）：2502-2507.

[9] 刘兴元，徐有明，王长辉.大叶黄杨病害的研究现状分析与建议[J].湖北林业科技，2006（6）：42-45.

[10] 李彦凯，汪礼君，宋晓贺.冬青卫矛叶部病害调查研究[J].长江大学学报（自科版），2017，14（10）：5-8.

[11] 刘锡王进，郭英兰.中国真菌志：第9卷 假尾孢属[M].北京：科学出版社，2006.

[12] 周庆椿，龙仕平.大叶黄杨叶斑病发病规律研究简报[J].植物病理学报，1989，19（4）：244.

[13] 郭小宓，万宏.大叶黄杨叶斑病研究初报[J].华中农业大学学报，1992，11（2）：140-144.

[14] ELLIS J B，EVERHART B M.Additions to Cercospora，Gloeosporium and Cylindrosporium[J].The journal of mycology，1887，3：13-22.

[15] 劉起丽，张建新，徐瑞富.豫北地区大叶黄杨褐斑病病原菌生物学特性的研究[J].安徽农业科学，2006，34（20）：5279-5280.

[16] 江建国，张文颖，白涛，等.10种杀菌剂对大叶黄杨褐斑病田间防治试验[J].中国森林病虫，2009，28（4）：30-32.

[17] 江建国，陈京元，蔡三三，等.10种杀菌剂对大叶黄杨坏损尾孢菌的毒力测定[J].中国森林病虫，2008，27（2）：36-38.

[18] 刘兴元.鄂西南地区大叶黄杨病害现状及防治对策研究[D].武汉：华中农业大学，2006.

[19] 李彤.大叶黄杨炭疽病的防治探讨[J].湖北植保，2003（6）：21.

[20] 桑华春，邱德勋.大叶黄杨炭疽病的病原初步研究[J].四川农业大学学报，1992，10（1）：189-199.

[21] 宋建勋，雷曼，杨莉，等.大叶黄杨叶斑病及炭疽病的发生与防治[J].陕西林业科技，1989（3）：67-68.

[22] PERKINS A J，MCGEE P A.Distribution of the orchid mycorrhizal fungus，Rhizoctonia solani，in relation to its host，Pterostylis acuminata，in the field [J].Australian journal of botany，1995，43（6）：565-575.

[23] BACKMAN P A，SIKORA R A.Endophytes：An emerging tool for biological control[J].Biological control，2008，46（1）：1-3.

[24] VANDENKOORNHUYSE P，QUAISER A，DUHAMEL M，et al.The importance of the microbiome of the plant holobiont[J].New phytologist，2015，206（4）：1196-1206

[25] HAN B H，PARK M K，RYU J H，et al.Sesquiterpene Alkaloids from Euonymus japonica[J].Phytochemistry，1990，29（7）：2303-2307.

[26] 黄军海，刘国强，白红进，等.13种卫矛科植物杀虫活性研究[J].西北植物学报，2004，24（4）：688-692.

[27] 张启东.30种药用植物杀虫杀菌活性筛选及冬青卫矛杀虫活性成分研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2006.

[28] 韩江涛.冬青卫矛内生真菌筛选及其代谢产物的农药活性研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2008.

[29] 李会玲.冬青卫矛内生真菌杀菌活性成分研究[D].杨凌：西北农林科技大学，2007.

[30] 孙洪波，王国英，孙振元，等.应用抑制差减杂交法分离粗枝大叶黄杨幼苗的冷诱导表达基因[J].中国农业科学，2005，38（1）：135-139.

[31] LI T X，ZHANG M J，GU K，et al.DNA damage in Euonymus japonicus leaf cells caused by roadside pollution in Beijing [J].Int J Environ Public Health，2016，13（742）：1-12.

[32] WANG Y，YANG P L，REN S M.Coupling effect of two droughtresistant agents on photosynthetic characteristics of Euonymus japonicus[J].Chinese journal of applied ecology，2007，18（3）：514-518.

[33] JIN S H，LI X Q，ZHENG B S，et al.Response of the photosynthesis and antioxidant systems to high-temperature stress in Euonymus japonicus seedlings[J].Forest science，2010，56（2）：172-180.

[34] MARTIN L B B，FEI Z J，GIOVANNONI J J，et al.Catalyzing plant science research with RNA seq[J].Frontiers in plant science，2013，4：1-10.

[35] HAAS B J，ZODY M C.Advancing RNASeq analysis[J].Nature biotechnology，2010，28（5）：421-423.