杧果蒂腐病研究进展

2020-12-15 19:42:23孙宇叶子夏杨刘晓妹蒲金基张贺
中国果菜 2020年12期
关键词:孢菌分生孢子病斑

孙宇,叶子,夏杨,刘晓妹,蒲金基,张贺*

(1.海南大学植物保护学院,海南海口 570228;2.中国热带农业科学院环境与植物保护研究所·农业农村部热带作物有害生物综合治理重点实验室·海南省热带农业有害生物监测与控制重点实验室,海南海口 571101)

杧果(Mangifera indicaL.)是世界著名的热带水果,素有“热带水果之王”的美誉,分布于热带和亚热带的100多个国家和地区,包括我国的华南热区[1]。杧果是热区重要的农业经济作物,也是农民脱贫致富的“金杧果”和“致富树”。杧果种植区常年高温高湿的自然环境有利于作物病虫害的频繁发生,特别是采后病害的发生,造成的损失不断增加,严重阻碍了杧果产业的发展。据统计,目前至少有37 种病原真菌、2 种病原细菌和5 种生理原因引起杧果采后病害,采后病害是引起杧果运输、贮运期间果实发病并失去食用价值的主要影响因素,致使采后腐烂率在20%~40%,贮藏期病果率一般为10%~40%,发病严重时可达100%,限制了杧果的远销,缩短了货架期,而杧果蒂腐病则是杧果最为严重的采后病害之一,其中杧果蒂腐病为害造成的损失约占20%[2]。主要为害果实,先是呈现棕色病斑,然后变成暗色,流出胶液,故又称“流胶病”;病斑逐渐扩大并包围枝条后,病部上方的部分会枯死、干枯,也称为“回枯病”“枝枯病”,由多种病原菌引起。

在国外,杧果蒂腐病的研究始于20 世纪70 年代,研究的内容主要集中在病原菌鉴定、主要病原菌致病机理及其生物学特性、保鲜技术及采后药剂试验和部分病原菌潜伏侵染特性等方面。在国内,对于杧果蒂腐病的研究起步较晚,1985 年潘贤丽等[3]在我国首次对杧果蒂腐病进行报道;20 世纪80 年代末,王璧生等[4-5]发现了广东省杧果蒂腐病并对其病原菌进行了鉴定和调查;之后我国研究人员才开始对杧果蒂腐病展开研究,这些研究包括病原菌鉴定、生物学特性、采前病害预防治理与采后贮藏技术等[6]。但截止目前对杧果蒂腐病的综述报道仍较少,鉴于此,本文从3 种常见的杧果蒂腐病(球二孢属蒂腐病、小穴壳属蒂腐病、拟茎点霉属蒂腐病)的发生史、病原菌、症状与危害、发病规律、致病机制、综合防治技术等方面入手,分析了杧果蒂腐病,为其防治提供参考。

1 杧果蒂腐病的病原菌及特征

根据国内外研究报道,杧果蒂腐病可由多种病原菌引起,其中比较常见的有可可球二孢菌(BotryodiplodiatheobromaePat.)和小穴壳菌(Dothiorella dominicanaPet.et Cif.)[7]。1993 年Johnson 等[8]报道,在亚洲,Botryodiplodia theobromaePat.是引起杧果蒂腐病的主要病原菌之一。1994 年王璧生等[5]对杧果蒂腐病病原菌进行鉴定,他认为杧果蒂腐病由3 种真菌引起,即可可球二孢菌(Botryodiplodia theobromaePat.)、小穴壳菌(Dothiorella dominicanaPet.et Cif.) 和拟茎点霉菌(Phomopsis mangiferaeAhmad),3 种真菌都属于半知菌类。研究表明,杧果蒂腐病病原菌存在多样性,B.theobromae是导致该病在海南发生的优势病菌,也是造成国内杧果蒂腐病最主要的病原菌,在世界各杧果种植地均有发现[9-11]。除上述3 种病原菌外,近年来有报道Diaporthespp.[12]、Neofusicoccumsp.[13]同样可以引起杧果蒂腐病。

1.1 可可球二孢菌

1.1.1 形态学特征

黄思良等[14]报道,可可球二孢菌落在PDA 平板上为绒状,初始为白色至灰色,后变为黑褐色,生长速度极快,基质可由淡黄色转为褐色。子座质地较坚硬,截面呈现椭圆形,大小(3~5)mm×(1~3)mm。每个子座通常含分生孢子器1~6 个,扁圆或卵圆状,大小(150~550)μm×(110~380)μm。分生孢子梗26.1 μm×5.0 μm,单生无隔,无色,前端尖细。成熟分生孢子有隔膜、扁圆状、深棕色,少数外表有纵向线条,大小为(24.2~37.5)μm×(10.0~16.3)μm;未成熟分生孢子呈卵圆或扁圆状,单胞,无色,壁厚,少数基部平截,内含物颗粒状。

1.1.2 生物学特征

可可球二孢菌在13~40 ℃时均可生长,19~37 ℃时适宜,28~34 ℃时最宜,低于10 ℃或高于43 ℃时生长被抑制,pH5.0~5.5 时最宜;分生孢子器及子座对光很敏感,光可诱导它们形成;苯井咪唑44 号对该菌的室内抑制力最大[14]。

1.2 小穴壳菌

1.2.1 形态学特征

小穴壳菌菌落在PDA 平板上平铺,初期灰黑色或暗灰绿色,后转为黑褐色或黑色,生长快,基质由灰黑色转为黑色,菌丝体表现不旺盛,温度为26~28 ℃时在PDA上培养,约15 d 能产生分生孢子;在病果皮上,菌丝体旺盛,菌丝较细,深灰绿色;子座质地坚硬,内含1 个至多个分生孢子器,分生孢子器为球形,极少数为单生,大多数为集生,大小为100~250 μm。分生孢子呈倒棒或长梭状,无色,单胞,大小为(14.2~27.3)μm×(4.0~7.3)μm[15]。

1.2.2 生物学特征

小穴壳菌在19~37 ℃时均可生长,25~34 ℃时最宜,高于43 ℃或低于10 ℃时生长被抑制;pH3.5~5.5 时最宜;相对湿度100%条件下,分生孢子3 h 后即可萌发,9 h 后达最大值;子座的形成需要光照;25%施保克乳油对该病菌的室内抑制力最大[16]。

1.3 拟茎点霉菌

1.3.1 形态学特征

拟茎点霉菌菌落在PDA 平板上为白色薄绒状、生长中速,平展,基质最初为白色后呈淡黄色,后期生长出黑色的小粒状分生孢子器。分生孢子器为单生,质硬,三角或扁球状,大小为(125~300)μm×(135~175)μm;产孢细胞为瓶梗型,分生孢子梗分枝;分生孢子无色,单胞,多数呈近梭状,少数为扁圆形。根据形态差异可以分成α型分生孢子与β型分生孢子。前者多为近梭形,大小范围为(6.3~7.5)μm×(1.9~2.6)μm;后者呈线形,大小范围为(20~30)μm×(0.8~1.0)μm[15]。

1.3.2 生物学特征

拟茎点霉菌在19~31 ℃均可生长,25~31 ℃时最宜,高于34 ℃或低于13 ℃时受到抑制。在pH4~10 时适宜,pH6.0~6.5 时最宜;分生孢子器对光很敏感,尤其是黑光可促进它的形成;苯井咪唑44 号对该菌的室内抑制力最大[17]。

2 不同病原菌导致杧果蒂腐病的症状与规律

2.1 球二孢属蒂腐病

2.1.1 症状

杧果球二孢属蒂腐病在发病初期,蒂部呈深棕色,无色泽,病健部位相连接处清晰,在湿热环境中贮藏时,病斑可向果身不断扩展,果皮可由暗棕色变为紫棕色或深棕色。同时,果肉组织流汁、软化,有蜜甜味,温度在25~34 ℃下3~5 d 导致整个果实腐烂。病果的果皮可以形成密集的暗色小颗粒,即分生孢子器[18]。

2.1.2 发病规律

初侵染源以枯萎的树枝、树皮、落叶为主,传播媒介以雨水为主,分生孢子可从果实剪口、受伤的果柄或机械伤口侵入。果实成熟前,病菌处于潜伏状态,成熟后迅速腐烂。大面积种植易感病品种、果园老化快、栽培管理条件差,花果期叶蝉、蓟马危害严重,以及遭遇暴雨、台风和冰雹等自然灾害,都是造成该病发生严重的重要原因。

2.2 小穴壳属蒂腐病

2.2.1 症状

在成熟可食果实上主要的症状一共有3 种[3]:(1)蒂腐型,发病初始阶段,在果蒂处呈现黄色、水渍状病斑,病菌在温度高和湿度大的环境贮藏,病斑可以迅速向果身扩展,病健交界处模糊,病果迅速腐烂、流汁,病果皮表面会呈现出许多暗灰绿色菌丝体;在低湿度条件下,果皮上形成的许多小黑点即分生孢子器;(2)皮斑型,这种类型的症状与杧果炭疽病类似,发病早期,病斑呈浅棕色、圆状、下凹,然后逐渐扩大,病斑上常见轮纹,后期会出现暗色小斑点,在高湿条件下,病害部位可见灰绿色菌丝体;(3)端腐型,此类型在果实贮藏后期较为常见,果端部会出现暗黑色、水渍状的病斑,扩展快。

2.2.2 发病规律

该病菌在杧果枝梢桩口回枯处和病残体上越冬,第二年3~4 月份,分生孢子器可以在病残体上产生,然后大量的分生孢子被释放出来,并通过传粉昆虫或风雨传播给幼果和花穗,分生孢子在水滴中大约6 h 后可萌发,然后长出芽管侵入果皮中;潜伏在果蒂的组织内,等待果实采收后开始发病并出现症状;此外,果柄的剪口也是病菌的重要侵入口。试验表明,在果柄的切割处,流出的杧果胶乳是此病原菌分生孢子萌发时的良好营养物质,小穴壳菌分生孢子可在2 h 内萌发,潜伏期约为3 d,之后即可发病。

2.3 拟茎点霉属蒂腐病

2.3.1 症状

拟茎点霉属蒂腐病在杧果果实上,仅表现为蒂腐。发病早期,果蒂四周会呈现浅黄棕色斑点,扩张迟缓,病健部位相连处清晰,果皮外表没有菌丝,但解剖病果后,可以看出果肉中有大量白色菌丝体,果肉逐渐变软变酸;在后期,果皮表面出现的小黑点即分生孢子器[6]。

2.3.2 发病规律

目前还没有完全清楚,贮藏和运输中的病果是否是由田间轻度感病或还没发病的果实混入的。品种间抗病性存在一定差异,据广东省农业科学院植物保护研究所调查,紫花杧比桂花杧更易感染此病。

3 杧果蒂腐病的致病机制分析

目前,关于3 种蒂腐病菌的致病机制研究,主要体现在菌株致病力差异,以及高活性的果胶酶、纤维素酶等酶能促使果实组织崩解,从而加速果肉腐烂[19-21]。相关研究表明,3 种蒂腐病菌的致病力存在极显著差异,其中可可球二孢菌的致病力最强,接种96 h 后,病斑平均直径达到4.10 cm,小穴壳菌和杧果拟茎点霉菌的致病力次之,病斑扩展速度较可可球二孢菌慢,病斑平均直径分别为2.43 cm 和1.67 cm。3 种蒂腐病菌在纤维素培养基和果胶培养基上均生长良好,其中可可球二孢菌在2 种培养基上的菌丝体生长速度最快,极显著高于其他2 种蒂腐病菌,产生的果胶酶和纤维素酶活性最高[22]。

3 种蒂腐病菌中只有可可球二孢菌的致病机制研究较多,国外研究表明,关于可可球二孢菌的致病机理,在香蕉[23]、山药[24]、柑橘[25]、杧果[26]、木薯[27]、龙眼[28]等作物和水果上都能产生细胞壁降解酶,然而,由于寄主的不同,形成的细胞壁降解酶活性与种类也有所不同。此外,可可球二孢菌还能产生毒素危害[29]侵染后氧化代谢变化也引起发病[30]。该菌导致杧果果实腐烂速度加快,为了探索其原因,进一步研究病原菌与寄主的互作机理和减少杧果采后的损失,胡美姣[22]开展了对可可球二孢菌在致病产生细胞壁降解酶、毒素和乙烯的变化规律研究,结果表明,可可球二孢菌在离体培养条件下或在接种杧果果实后均可产生多聚甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、果胶甲基反式消除酶(PMTE)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)以及纤维素酶(Cx)。其中PMG、PG 与Cx 活性较高,在产生的3 种细胞壁降解酶中,PG与Cx 活性高峰出现较早,PMG 活性高峰出现最迟。

在液体培养基中可可球二孢菌能产生引起杧果嫩叶变褐、嫩枝萎蔫、果实腐烂的致病毒素。在酸性至中性条件下该毒素稳定,热稳定性强,对光照不敏感,在低温条件下有利于该毒素的保存;在离体条件下可可球二孢菌可产生乙烯;接种到杧果果实上,在杧果果实内可诱导果肉产生大量1-氨基环丙烷-1-羧酸(ACC,乙烯合成前体),导致杧果果实迅速产生乙烯。在自然条件下,感染蒂腐病的果实在症状出现前1~2 d 乙烯释放速度增加,并随着病程的发展,乙烯释放速率显著增强,且3~5 d 内,发病果实软化、腐烂[22]。

4 杧果蒂腐病的综合防治技术

物理防治与化学防治等多种方法结合使用,比单独使用一种方法对杧果采后病害的抑制效果更好,如用多菌灵+52 ℃热水处理杧果后在21~27 ℃的环境条件下贮藏,可明显降低采后蒂腐病与炭疽病的发生,降低采后生理损失,使货架期延长至28 d 以上;采用同样的方法处理后,在28~36 ℃环境条件下贮藏且不采用任何的处理措施,其货架期仅分别为21 d 与17 d[31]。因此,目前均采取多种方法相结合的综合治理技术来减轻蒂腐病为害。综合防治区病害的防治方法包括以下几种:(1)降低果园基地的湿度,包括整治果园基地内的排水系统,防除杂草,合理修剪等;(2)降低病原菌的越冬基数与初次侵染源,包括做好果园清洁卫生,冬季进行修剪后喷施1~2 次保护性杀菌剂;(3)苗期发生病害及时清除病株,可用1 000 倍高锰酸钾或硫酸铜浸泡病穴;(4)适时施药,从花穗期到果实成熟前喷药5~6 次;(5)待果实膨大中后期进行套袋;(6)采后处理,果实可用清水漂洗后,置于52 ℃的40%多硫酮600 倍液中浸泡8 min,再取出晾干,常温下单果包装贮藏;(7)采后植物激素处理,在果蒂上施用一定浓度的植物激素,虽然不能明显延缓果实后熟的进程,但可维持果蒂的青绿,减小病果率;(8)采后化学处理,可与防治杧果炭疽病相结合,施用45%特克多SC500 倍液于52 ℃处理5 min 或45%咪鲜胺EC500~1 000 倍液常温30~32 ℃浸泡2 min;(9)采后冷藏处理,果实收获后放置在10~13 ℃温度下贮藏,也可推迟该病的进程。普通防治区可在冬季稍作修剪,待花穗期间喷药1 次,结果期间喷药2 次,采后处理的方法与上述方法相同,常温下贮藏[32]。

5 展望

杧果蒂腐病是杧果最为严重的采后病害之一,主要为害杧果果实,为害程度仅次于炭疽病,严重限制了杧果产业的发展。目前,国内外学者对杧果蒂腐病研究虽然取得了一定的成果,但仍有一些问题尚未解决:(1)由于杧果蒂腐病是多种病原菌导致的,其病原菌具有多样性,所以需要不断加强对病菌种类的鉴定、分布、侵染特点的深入探索;(2)对于杧果蒂腐病病原菌检测技术的研究甚少,需要加强这方面的研究,并要将其广泛的应用到生产实践中;(3)关于杧果蒂腐病致病机制,目前只针对可可球二孢菌开展较多,需要不断完善该病的致病机制研究;(4)在杧果蒂腐病的防治中,单一技术远不如多种技术结合的效果好;近年来国内杧果蒂腐病防治效果好的药剂较少,因此需要加强综合治理措施的推广,运用绿色防控技术,加强侵染源清除技术及对人体无害、环境污染小、高效低毒的绿色农药的研发、应用和推广。

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