辣椒疫病的發(fā)生及抗性研究進(jìn)展

喬 寧，馬蓉麗，王瑞麗，成 妍，焦彥生

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，山西太原030031）

辣椒疫病的發(fā)生及抗性研究進(jìn)展

喬 寧，馬蓉麗，王瑞麗，成 妍，焦彥生

（山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜研究所，山西太原030031）

近年來(lái)，辣椒疫病在我國(guó)迅速傳播而且為害較為嚴(yán)重，成為了影響辣椒生產(chǎn)的重要病害之一，如何有效防治疫病成為辣椒生產(chǎn)的關(guān)鍵。就辣椒疫病的發(fā)生規(guī)律、防治方法以及國(guó)內(nèi)外對(duì)辣椒疫病抗性的研究情況進(jìn)行闡述，以期為辣椒疫病的防治以及選育抗疫病辣椒品種提供一定的理論依據(jù)。

辣椒；疫??；防治；抗性

辣椒別名番椒、秦椒、辣茄，是茄科辣椒屬1年生或多年生草本植物。辣椒在我國(guó)各地普遍栽培，類型和品種較多，為夏秋的重要蔬菜之一。辣椒果實(shí)色澤鮮艷，風(fēng)味好，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，維生素C的含量尤為豐富。而辣椒疫病是影響辣椒生產(chǎn)的世界性病害之一，是由疫霉菌引起的一種毀滅性土傳病害，一般短期內(nèi)就會(huì)突發(fā)成災(zāi)。近年來(lái)，辣椒疫病在我國(guó)各地都有發(fā)生，并且為害程度持續(xù)加重[1]。辣椒疫病的傳播方式也較多，只有通過(guò)選育抗疫病品種，才能有效地防止或減輕辣椒疫病，目前育種家已經(jīng)把選育抗疫病品種作為辣椒育種工作的主要目標(biāo)之一[2]。利用抗病品種不僅可以減少農(nóng)藥的使用，減少對(duì)空氣、水和土壤的污染，同時(shí)也能降低有害物質(zhì)在農(nóng)產(chǎn)品中的殘留，從而提高了經(jīng)濟(jì)效益。目前，研究者們利用分子生物學(xué)技術(shù)手段對(duì)辣椒疫病抗性基因的研究也日益增多。

筆者就辣椒疫病的發(fā)生以及抗性的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，以期為育種家們選育抗疫病辣椒品種提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 辣椒疫病

1.1 發(fā)生規(guī)律

1.1.1 病害循環(huán) 疫病病原菌主要以卵孢子形式在土壤和病殘?bào)w中越冬，并可持續(xù)存活3 a以上。在翌年雨季來(lái)臨時(shí)，卵孢子由于具有適宜的溫度和濕度條件就開始萌發(fā)，產(chǎn)生游動(dòng)孢子，并隨灌溉水和雨水傳播到辣椒的根部、莖基部和葉部，而且在辣椒整個(gè)生長(zhǎng)期間，病株還會(huì)產(chǎn)生大量的游動(dòng)孢子并迅速擴(kuò)散。病原菌有時(shí)也會(huì)通過(guò)農(nóng)事操作進(jìn)行傳播，導(dǎo)致葉、枝、果發(fā)病。田間植株初次侵染時(shí)，會(huì)形成發(fā)病中心或中心病株，在適宜的溫度和濕度條件下迅速向周圍擴(kuò)散，侵染鄰近植株。各地田間調(diào)查表明，當(dāng)只有1個(gè)病株向周圍擴(kuò)展時(shí)，10 d內(nèi)發(fā)病面積就可達(dá)到12 m2，20 d內(nèi)即可達(dá)到45 m2，如果在適宜條件下，由開始發(fā)病到全田發(fā)病只需7 d左右[3]。

1.1.2 發(fā)病因素 辣椒疫病多發(fā)生在高溫高濕的環(huán)境條件下，病菌生長(zhǎng)發(fā)育的適溫為30℃，最高36.5℃，最低7℃，當(dāng)平均氣溫在10℃以上時(shí)就開始發(fā)病，當(dāng)田間溫度在25～30℃、相對(duì)濕度大于85%時(shí)發(fā)病較為嚴(yán)重[4]。平畦種植、地勢(shì)低洼、大水漫灌、連作等地塊發(fā)病較重。當(dāng)土壤濕度在95%以上時(shí)，病菌只要4～6 h就可完成侵染。因此，雨季來(lái)臨的早晚、降雨量及雨日數(shù)是疫病發(fā)生及流行程度的決定因素[5]。

1.2 病原

辣椒疫病的病原為辣椒疫霉菌（Phytophthora capsici Leonian），屬于鞭毛菌的真菌。病菌孢囊梗不規(guī)則分枝或傘形分枝，菌絲狀，無(wú)色透明，頂生孢子囊。孢子囊形態(tài)變異較大，長(zhǎng)橢圓形，淡黃色，頂端有乳頭狀突起，大小為（27.6～55.8）μm×（15.5～31.6）μm。孢子囊成熟后直接萌發(fā)形成菌絲或者釋放出多個(gè)有雙鞭毛的腎形游動(dòng)孢子。卵孢子圓球形，黃褐色，直徑為15～28 μm。有的病菌還能產(chǎn)生厚壁孢子，球形或不規(guī)則形，頂生，淡黃色，18～28 μm。辣椒疫霉菌的寄主范圍較廣，不僅能在辣椒中寄生，還可以在一些茄果類作物中寄生。

1.3 癥狀表現(xiàn)

辣椒疫病在辣椒整個(gè)生長(zhǎng)期都可發(fā)生，幾乎每一個(gè)部位都能發(fā)病。染病幼苗的莖基部呈暗綠色水浸狀軟腐，之后病斑纏繞著莖部慢慢的擴(kuò)大，形成顏色較深并且顯著縊縮的大斑，最后莖和葉迅速萎蔫，猝倒或立枯狀死亡。定植后葉部染病，產(chǎn)生暗綠色水漬狀病斑，濕度大時(shí)整個(gè)葉片腐爛脫落；莖染病亦產(chǎn)生暗綠色條斑，病部凹陷縊縮，引起莖枝倒折，使得植株上部萎蔫枯死；當(dāng)果實(shí)受害時(shí)，一般是從蒂部開始，起初產(chǎn)生暗綠色不規(guī)則水漬狀病斑，然后迅速擴(kuò)散到整個(gè)果實(shí)，呈灰綠色，果肉軟腐，濕度大時(shí)表面出現(xiàn)白色霉層，干燥時(shí)則形成僵果殘留于枝上；根部受害變褐腐爛，整株萎蔫枯死。辣椒疫病對(duì)品質(zhì)和產(chǎn)量的影響較大，嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)1/2以上，甚至造成毀滅性的災(zāi)害[6]。

1.4 防治方法

1.4.1 農(nóng)業(yè)防治 選用早熟抗病及耐病品種，培育適齡壯苗。播種前選用無(wú)病種子，然后進(jìn)行種子消毒；防止連作，可以與其他科的一些作物進(jìn)行輪作；使用高畦和高壟栽培，澆水時(shí)要少量多次，還要做好田間排水系統(tǒng)，防止田間積水；清潔田園，及時(shí)發(fā)現(xiàn)中心病株并拔除銷毀，減少病害侵染源。

1.4.2 化學(xué)防治 從發(fā)病初期開始施藥，可選用50%甲霜銅可濕性粉劑600倍液，或用58%甲霜靈錳鋅可濕性粉劑600倍液，或用25%甲霜靈可濕性粉劑700倍液，或75%百菌清可濕性粉劑600倍液，或40%霜疫靈可濕性粉劑200倍液。

2 辣椒疫病抗性鑒定的方法

2.1 游動(dòng)孢子灌根法

其方法就是在植株6～8片葉時(shí)，采用灌根法對(duì)植株進(jìn)行接種，然后將菌株轉(zhuǎn)在培養(yǎng)基上培養(yǎng)，從而獲得游動(dòng)孢子。接種前一天灌透水，接種時(shí)用玻璃棒在距離幼苗根莖約3 cm處鉆一孔，孔深3 cm左右，取3 mL的游動(dòng)孢子懸浮液注入孔內(nèi)，每個(gè)品種接種10株，重復(fù)3次。接種后保持90%的濕度12 h，溫度在25℃左右，然后讓其發(fā)病，5 d以后開始調(diào)查病情，計(jì)算病情指數(shù)[7]。

2.2 離體葉接種法

選取健壯植株的葉片，用滅菌水沖洗干凈，然后用游動(dòng)孢子接種，將其置于25℃，12 h光暗交替的恒溫箱中促使其發(fā)病，3 d后觀察其發(fā)病情況[8]。

2.3 切莖接種法

具體方法就是當(dāng)幼苗長(zhǎng)至6～8片葉時(shí)，用滅菌刀去掉植株的生長(zhǎng)點(diǎn)，然后將菌片貼于切口處，用飽浸蒸餾水的滅菌棉保濕，24 h后除去滅菌棉，用未接種的空白培養(yǎng)基作對(duì)照，接種3 d后開始測(cè)病斑的長(zhǎng)度，通過(guò)病斑的長(zhǎng)度來(lái)評(píng)價(jià)植株的抗病程度[9]。

3 辣椒疫病抗性的機(jī)理研究

3.1 組織結(jié)構(gòu)抗性研究

Hwang等[10]用電鏡觀察了P.capsici侵染后的辣椒植株，發(fā)現(xiàn)被侵染的辣椒組織形態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，大部分薄壁細(xì)胞被分解，但維管束的組織并未被解離，此結(jié)果與Kim等[11]觀察的結(jié)果相一致。Hwang等[10]還發(fā)現(xiàn)，在被侵染的辣椒的根、莖部組織的細(xì)胞間存在P.capsici菌絲，這些胞間生長(zhǎng)的菌絲逐漸形成能夠穿透寄主細(xì)胞壁進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部的吸器式小體，使得辣椒根、莖部的細(xì)胞器逐漸退化。

朱英波等[12]對(duì)具有不同抗病性的3個(gè)辣椒品種進(jìn)行離體葉人工接種辣椒疫霉菌。結(jié)果表明，在不同抗病性辣椒品種中，P.capsici侵入前過(guò)程大致相似，都能形成特殊侵染結(jié)構(gòu)的壓力胞，該壓力胞從氣孔侵入葉內(nèi)，然后在細(xì)胞間隙中擴(kuò)散。侵入以后，P.capsici在不同抗性反應(yīng)的辣椒品種內(nèi)的擴(kuò)增速度明顯不同，而且能夠迅速與寄主建立關(guān)系，侵染的菌絲從氣孔伸出到葉面，在細(xì)胞間隙中迅速擴(kuò)展，然后在葉面上形成菌落。

3.2 生理生化研究

辣椒被P.capsici侵染后，其生理生化特性會(huì)發(fā)生一系列的變化，主要包括過(guò)氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性、過(guò)氧化氫酶（CAT）活性、苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性、丙二醛（MDA）含量以及糖類和蛋白質(zhì)含量的變化[13]。唐楨強(qiáng)等[14]以RS261菌株為材料，對(duì)其防治辣椒疫病的生理生化機(jī)制進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，RS261菌株可以在一定程度上消除病原菌對(duì)辣椒體內(nèi)活性氧清除相關(guān)酶（POD，SOD，CAT）活性的影響，共同接種后可誘導(dǎo)寄主體內(nèi)PAI活性升高，從而提高寄主的抗性。

糖是植物光合作用的產(chǎn)物，同時(shí)也是疫霉菌生存的碳源，所以，糖的含量在辣椒抗疫病中起著非常重要的作用。倪春梅等[15]對(duì)6份不同抗性的辣椒進(jìn)行了疫病抗性機(jī)理研究，結(jié)果表明，辣椒植株莖中可溶性糖含量與疫病抗性呈負(fù)相關(guān)，當(dāng)接種疫霉菌48 h以后，發(fā)現(xiàn)不同抗性品種中可溶性糖含量的變化不同，說(shuō)明當(dāng)抗病品種接種疫霉菌以后會(huì)產(chǎn)生一系列的防御反應(yīng)，從而使得植株不表現(xiàn)病癥。

酚類化合物作為植株防御病原菌的第一道防線，它不僅阻止病原菌產(chǎn)生有毒物質(zhì)，還作為阻止病原菌侵染的一種組織結(jié)構(gòu)而存在[16]。Candela等[17]將3個(gè)辣椒抗病品種接種P.capsici，然后對(duì)其總酚酸含量進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，接種后在不同抗病品種的莖中可溶性酚酸含量顯著增加，而在感病品種中卻呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)基中的可溶性酚酸會(huì)抑制P.capsici菌絲的生長(zhǎng)，并且起抑制作用的酚酸種類在不同抗病品種中是不同的。

3.3 分子生物學(xué)研究

目前，許多研究者已經(jīng)通過(guò)分子技術(shù)手段找到了許多與辣椒疫病抗性相關(guān)的基因片段，這為選育抗疫病的辣椒品種提供了一定的理論依據(jù)[18-19]。李永新等[20]采用辣椒抗病基因同源序列（RGA2）設(shè)計(jì)一對(duì)特異引物，對(duì)高抗辣椒疫病品種CM334和極感疫病品種進(jìn)行多態(tài)性擴(kuò)增，開發(fā)出共顯性的RGA-STS1200標(biāo)記，并利用這個(gè)標(biāo)記對(duì)6個(gè)不同抗性的辣椒材料進(jìn)行了多態(tài)性擴(kuò)增，結(jié)果表明，在3個(gè)辣椒抗疫病材料中擴(kuò)增出的條帶大小一致，而在另外3個(gè)感疫病材料中擴(kuò)增出的條帶大小也一致，說(shuō)明這個(gè)標(biāo)記可以鑒定辣椒對(duì)疫病的抗、感性。

易圖永[21]以辣椒抗疫病品種93-100-17-1-0×感疫病品種茄門組合為基礎(chǔ)，建立F2作圖群體，然后進(jìn)行遺傳分析，發(fā)現(xiàn)93-100-17-1-0的抗疫病性狀是由多基因或寡基因控制的。根據(jù)AFLP分析，同時(shí)結(jié)合winQTLCART，對(duì)辣椒抗疫病基因進(jìn)行定位，獲得了與各個(gè)性狀有關(guān)的QTL位點(diǎn)。

王博等[22]以對(duì)辣椒疫病高抗的品種CM334和感病品種EC為試驗(yàn)材料，利用PCR技術(shù)分析辣椒抗疫病的STS標(biāo)記。結(jié)果表明，在高抗品種CM334中得到700 bp大小的STS700標(biāo)記，而在感病品種EC中未擴(kuò)增出相應(yīng)大小的片段，在多個(gè)不同抗疫病辣椒品種中驗(yàn)證說(shuō)明，用STS700標(biāo)記鑒定辣椒疫病抗性具有可靠、穩(wěn)定等特點(diǎn)，因此，可以用于利用分子輔助育種篩選抗病品種中[23]。

王永成[24]利用mRNA差異顯示技術(shù)，以3種不同疫病抗性的辣椒品種為試材，用疫霉菌誘導(dǎo)處理6葉期幼苗，進(jìn)行接種前后基因差異表達(dá)分析。采用3條錨定引物5'dT12A/G/C3′和20條隨機(jī)引物組合，進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄差異顯示PCR，克隆并分析辣椒疫病抗性相關(guān)基因，共獲得差異表達(dá)片段7條，經(jīng)BLAST檢索，推測(cè)所得片段是與辣椒疫病抗性相關(guān)的基因。

4 展望

辣椒疫病作為一種毀滅性病害，已經(jīng)受到越來(lái)越多的研究者和育種家的重視。目前，國(guó)外的一些研究者已經(jīng)從疫病病原菌的生物學(xué)特性、發(fā)病規(guī)律、致病機(jī)理、防治措施以及抗病機(jī)理等方面進(jìn)行了研究。而國(guó)內(nèi)對(duì)辣椒疫病抗性的研究相對(duì)薄弱，雖然已經(jīng)培育出了一些抗疫病的品種，但目前推廣的這些品種對(duì)疫病的抗性相對(duì)較低，所以，應(yīng)當(dāng)根據(jù)我國(guó)辣椒生產(chǎn)現(xiàn)狀，積極地做出應(yīng)對(duì)措施，一方面要加大利用分子技術(shù)手段對(duì)辣椒疫病的抗病機(jī)理進(jìn)行研究，另一方面要通過(guò)人工接種的方法進(jìn)行抗病品種的選育[25-26]。

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Research Progress on the Happening and Resistance of Blight in Pepper

QIAONing，MARongli，WANGRuili，CHENGYan，JIAOYansheng
（Institute ofVegetables，Shanxi AcademyofAgricultural Sciences，Taiyuan 030031，China）

In recent years,the pepper blight is more and more serious and spreading rapidly in our country.It becomes one of the important diseases which affects pepper production,so how to effectively prevent and treat the pepper blight becomes a key of pepper production.In this paper,the epidemiology and prevention of pepper blight as well as domestic and foreign research progress of pepper blight resistance were summarized,so as to provide certain theoretical basis for the research of pepper blight prevention and breeding of anti disease pepper varieties.

pepper;blight;prevention;resistance

S436.418

A

1002-2481（2016）06-0885-04

10.3969/j.issn.1002-2481.2016.06.41

2016-01-13

山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院科技自主創(chuàng)新能力提升工程項(xiàng)目（2015zzcx-14）

喬 寧（1979-），男，山西定襄人，助理研究員，碩士，主要從事蔬菜遺傳育種研究工作。