綠豆尾孢菌葉斑病研究進(jìn)展

郭安　杜成章　張曉春　陳紅　王萍　皮竟　張繼君

摘要綜述了近年來(lái)綠豆尾孢菌葉斑病的病害癥狀、侵染循環(huán)、生長(zhǎng)特性、病害防治和互作關(guān)系等研究進(jìn)展，并展望了綠豆尾孢菌病今后的研究方向，為今后的綠豆尾孢菌葉斑病的防治及培育綠豆抗病品種提供了參考。

關(guān)鍵詞綠豆尾孢菌葉斑??；病害癥狀；生長(zhǎng)特性；病害防治

中圖分類號(hào)S435.22文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)0517-6611（2017）33-0163-03

Research Progress on Mung Bean Cercospora Leaf Spot

GUO An，DU Chengzhang，ZHANG Xiaochun，ZHANG Jijun* et al

（Chongqing Academy of Agricultural Science，Chongqing 402160）

AbstractThe disease symptoms， disease cycle， growth characteristics，disease control of mung bean Cercospora leaf spot and the interaction mechanism between pathogens and host were summarized in detail， and the research direction of mung bean Cercospora leaf spot were also prospected to provide reference for the disease control and breeding diseaseresistant varieties of mung bean Cercospora leaf spot in the future.

Key wordsThe mung bean Cercospora leaf spot；Disease symptoms；Growth characteristic；Disease control

綠豆是我國(guó)主要小雜糧作物[1-2]，隨著綠豆種植面積的逐年增加，綠豆病害也逐步增加，綠豆尾孢菌葉斑病已成為為害綠豆的主要侵染性真菌病害[3-4]。我國(guó)安徽、河南、河北、陜西等省綠豆尾孢菌葉斑病發(fā)病較重[5]。李怡琳等[6]報(bào)道安徽省嘉山縣為尾孢菌葉斑病的常發(fā)區(qū)，1979年種植466 hm2綠豆良田，由于尾孢菌葉斑病的危害，造成減產(chǎn)，僅收20 kg種子。2015年李薇[7]報(bào)道黑龍江地區(qū)尾孢菌葉斑病普遍發(fā)生，不同地區(qū)發(fā)生程度不同，2013—2014年林甸縣發(fā)病嚴(yán)重，2014—2015年肇源縣發(fā)病很重。目前，關(guān)于綠豆尾孢菌葉斑病的研究報(bào)道較少，筆者綜述了綠豆尾孢菌葉斑病的病害癥狀、侵染循環(huán)、生長(zhǎng)特性、病害防治、病原菌與綠豆互作關(guān)系等方面的研究進(jìn)展，以期為今后綠豆尾孢菌葉斑病的防治及綠豆抗病品種的培育提供借鑒。

1病害癥狀及侵染循環(huán)

綠豆尾孢菌葉斑病是由尾孢菌屬的多個(gè)種引起的，李薇[7]、白金鎧[8]記載主要致病菌有3個(gè)，分別為菜豆明尾孢菌[Cercospora caracallae（Speg.）Chupp.]、菜豆尾孢菌（Cercospora cruenta Sacc.）和變灰尾孢菌（Cercospora canescens Ellis.W.Martin.）。由菜豆明尾孢菌和菜豆尾孢菌引起的病害癥狀相似，發(fā)病較輕，對(duì)綠豆危害不重，而由變灰尾孢菌引起的葉斑病在綠豆生產(chǎn)上屬于毀滅性病害，造成大面積減產(chǎn)甚至絕收，發(fā)病較輕時(shí)會(huì)造成20%～50%減產(chǎn)，發(fā)病嚴(yán)重時(shí)造成90%以上減產(chǎn)[7，9]。該病在開(kāi)花前發(fā)生，病原菌主要侵染綠豆植株的葉部，發(fā)病初期葉片上出現(xiàn)水漬狀褐色小點(diǎn)，迅速擴(kuò)大，病斑近圓形，邊緣為紅褐色或紅棕色，中央為淺灰色到淺褐色，在連雨天或濕度很大時(shí)，病斑上會(huì)產(chǎn)生灰色霉層，當(dāng)病情嚴(yán)重時(shí)，病斑會(huì)連成片，導(dǎo)致穿孔，葉片枯死[10-13]。國(guó)內(nèi)劉昌燕等[14]首次通過(guò)分離物的rDNA ITS區(qū)域測(cè)序比對(duì)，確定引起綠豆葉斑病的主要致病菌為變灰尾孢菌。病原菌以菌絲體和分生孢子在種子或病殘?bào)w中越冬，成為翌年初侵染源。翌年春，在病殘?bào)w和發(fā)病植株上繁殖產(chǎn)生大量分生孢子，分生孢子隨風(fēng)、雨、氣流等方式傳播侵染同一生長(zhǎng)季內(nèi)的其他寄主植物[3]。炎熱潮濕條件下，經(jīng)分生孢子多次再侵染，病原菌大量積累，引起流行，尤以秋季多雨、連作地或反季節(jié)栽培發(fā)病重；若少雨干旱，則發(fā)病較輕[14]。

2病原菌生長(zhǎng)特性研究

變灰尾孢菌是半知菌亞門真菌（Deuteromycotina）絲孢綱（Hyphomycetes）絲孢目（Hyphomycetales）暗色孢科（Dematiaceae）尾孢屬（Cercospora），生活史只有無(wú)性階段或有性階段尚未發(fā)現(xiàn)[15]。病原菌生長(zhǎng)特性研究，為綠豆品種抗病性篩選和抗病品種選育提供大量菌源，為綠豆葉斑病的流行、防治等提供依據(jù)。

2.1培養(yǎng)基與其他真菌不同，變灰尾孢菌菌絲體生長(zhǎng)緩慢，產(chǎn)孢時(shí)間長(zhǎng)，長(zhǎng)時(shí)間的培養(yǎng)容易被雜菌覆蓋，造成分離困難，在不同培養(yǎng)基上生長(zhǎng)差異顯著[16]。李怡琳等[5]發(fā)現(xiàn)病原菌在PPSA與COA培養(yǎng)基產(chǎn)孢較高，且PPSA更為突出；孢子擴(kuò)大培養(yǎng)試驗(yàn)結(jié)果表明，高粱米培養(yǎng)基能大量產(chǎn)生分生孢子。金玉曉等[17]選用12種培養(yǎng)基進(jìn)行試驗(yàn)，表明菌絲生長(zhǎng)最適培養(yǎng)基是PSA和PDA培養(yǎng)基。劉昌燕等[14]選用5種培養(yǎng)基，供試分離物在不同養(yǎng)基上的生長(zhǎng)速率差異不顯著，但在V8培養(yǎng)基上生長(zhǎng)速率相對(duì)較快，菌落直徑最大。張海濤等[18]從采自大慶市林甸縣的綠葉斑病標(biāo)樣上分離得到的純培養(yǎng)2014LD14-08菌在10種培養(yǎng)基上培養(yǎng)，研究表明高粱粒培養(yǎng)基是最適產(chǎn)孢培養(yǎng)基。

2.2溫度變灰尾孢菌菌絲在5 ℃時(shí)不生長(zhǎng)，在10～30 ℃時(shí)均可生長(zhǎng)，但生長(zhǎng)速度差異顯著，25 ℃時(shí)菌絲生長(zhǎng)速度最快，也是產(chǎn)孢的最適溫度[17-18]。

2.3光照變灰尾孢菌孢子形成的數(shù)量與光照相關(guān)，光照可促進(jìn)病原菌孢子的形成，明顯提高產(chǎn)孢量。李怡琳等[5]研究表明，在12 h光照/12 h黑暗交替培養(yǎng)產(chǎn)孢量最大。金玉曉等[17]研究表明，在光照、光暗交替、黑暗條件下培養(yǎng)，菌絲生長(zhǎng)速度不同。在光暗交替下的菌落直徑最大，光暗交替與光照差異不顯著，與黑暗差異顯著。張海濤等[18]研究表明，在連續(xù)光照和12 h光照/12 h黑暗條件下的產(chǎn)孢量高于連續(xù)黑暗條件下，但差異不顯著，并且連續(xù)黑暗有利于變灰尾孢菌分生孢子的萌發(fā)，萌發(fā)率達(dá)76%。

2.4pH變灰尾孢菌與其他尾孢菌屬真菌一樣，有較好的pH耐受性，菌絲在較寬的pH范圍內(nèi)均能生長(zhǎng)。金玉曉等[17]研究表明，菌絲pH在4.0～11.0時(shí)，均能生長(zhǎng)并形成正常菌落，最適pH為7.0。劉昌燕等[14]研究表明，分離物Cc-5在pH為2.0～11.0時(shí)均能生長(zhǎng)，在pH為6.0時(shí)生長(zhǎng)速率最快，弱酸性最適宜生長(zhǎng)。張海濤等[18]研究表明，變灰尾孢菌分生孢子可在較寬的pH范圍內(nèi)萌發(fā)，在pH為4.0～11.0時(shí)均可萌發(fā)，pH為6.0～7.0時(shí)萌發(fā)率最高，達(dá)8542%。

2.5碳源不同的碳源影響菌絲的生長(zhǎng)和分生孢子萌發(fā)。金玉曉等[17]研究表明，病原菌絲適宜的碳源為麥芽糖、葡萄糖、乳糖、蔗糖和半乳糖，其中菌絲生長(zhǎng)最快的為麥芽糖。張海濤等[18]研究表明，蔗糖能促進(jìn)分生孢子萌發(fā)，萌發(fā)率可達(dá)87%，是分生孢子萌發(fā)的最適碳源。

2.6氮源菌絲和分生孢子萌發(fā)在不同氮源培養(yǎng)基中生長(zhǎng)速度有明顯差異。金玉曉等[17]研究表明，菌菌絲生長(zhǎng)適宜的氮源為酵母膏、蛋白胨、丙氨酸和甘氨酸，最適氮源為酵母膏，與其他氮源差異顯著。張海濤等[18]研究表明，蛋白胨是分生孢子萌發(fā)的最佳氮源。

3綠豆尾孢菌葉斑病防治

目前，防治綠豆尾孢菌葉斑病的主要方法是培育抗病品種和化學(xué)藥劑防治[19-22]。由于該病菌的分離培養(yǎng)和產(chǎn)孢較困難，而品種抗病性鑒定研究需要大量菌源，因此給綠豆抗病品種的鑒定和篩選帶來(lái)一定困難，抗病品種較少，利用化學(xué)藥劑進(jìn)行防控仍然是防治該病害的主要措施。

3.1培育抗性品種對(duì)于植物病害的防治，選育和利用抗病品種是最經(jīng)濟(jì)有效的防治措施[23]。目前，對(duì)綠豆抗性品種的選育主要是通過(guò)田間人工接種病菌，進(jìn)行抗病性評(píng)價(jià)，篩選出抗性品種。李怡琳等[5]采用噴霧接種孢懸液的方法從大田200份國(guó)內(nèi)外綠豆品種中篩選到抗病品種4份、中抗品種8份。Iqbal等[13]采用噴霧接種孢懸液的方法對(duì)大田中58種綠豆進(jìn)行了抗性評(píng)價(jià)，篩選出12個(gè)高抗品種、15個(gè)抗病品種、17個(gè)中抗品種。Vadav等[24]從65份綠豆種質(zhì)資源中篩選出高抗品種1份、抗病品種3份、中抗品種52份。張海濤[25]對(duì)18份收集的綠豆資源進(jìn)行抗葉斑病評(píng)價(jià)，鑒定出抗病品種1份、中抗品種11份。

3.2藥劑防治不同的殺菌劑在有效的安全濃度范圍內(nèi)能有效控制綠豆尾孢菌葉斑病的蔓延，同時(shí)，為防止病原菌產(chǎn)生耐藥性，降低防治效果，可采用輪換殺菌劑的方法。在用化學(xué)藥劑對(duì)綠豆尾孢菌葉斑病進(jìn)行防治時(shí)，掌握最佳防治時(shí)期，即在發(fā)病初期開(kāi)始第1次藥劑防治，以后每隔7 d防治1次，連續(xù)防治3次[26]。郭繼紅等[27]研究表明，滅病威對(duì)綠豆葉斑病的防治效果顯著。邢寶龍等[9]研究表明，用25%嘧菌酯懸浮劑500倍液浸種2 h+25%嘧菌酯懸浮劑600倍液噴霧、25%多·霉威懸浮劑500倍液浸種2 h+25%多·霉威懸浮劑600倍液噴霧、25%戊唑醇乳油500倍液浸種2 h+25%戊唑醇乳油600倍液噴霧能防治綠豆尾孢菌葉斑病。陳秀麗等[28]研究4種殺菌劑浸種和噴霧處理，結(jié)果表明種子浸種+噴霧處理的防病效果高于噴霧處理和種子處理。劉昌燕等[26]研究表明，43%戊唑醇懸浮劑800倍液噴霧、25%嘧菌酯懸浮劑800倍液噴霧、43%戊唑醇懸浮劑500倍液浸種2 h+43%戊唑醇懸浮劑800倍液噴霧、25%嘧菌酯懸浮劑500倍液浸種2 h+25%嘧菌酯懸浮劑800倍液噴霧4種處理對(duì)綠豆尾孢菌葉斑病的防治效果明顯，第3次施藥后28 d的防治效果均在80%以上。劉本晶等[29]研究了4種殺菌劑12種處理對(duì)綠豆尾孢菌葉斑病的防治作用，結(jié)果表明用25%嘧菌酯懸浮劑500倍液浸種30 min+25%嘧菌酯懸浮劑800倍液噴霧、60%乙霉·多菌靈可濕性粉劑800倍液浸種30 min+60%乙霉·多菌靈可濕性粉劑800倍液噴霧、43%戊唑醇懸浮液800倍液浸種30 min+43% 戊唑醇懸浮液800倍液噴霧的相對(duì)防效分別為85.12%、82.55%、82.29%，防治效果較好。薛仁風(fēng)等[30]研究表明，43%戊唑醇懸浮劑1 500～2 000倍液能有效防治綠豆尾孢菌葉斑病。

3.3除草劑通過(guò)噴施除草劑不但可以有效防治綠豆田間雜草，還能對(duì)綠豆綠豆尾孢菌葉斑病起到一定的防治作用。葛維德等[31]研究表明，異丙甲草胺氟磺胺草醚播后苗前噴霧、拿捕凈氟磺胺草醚苗后噴霧、精喹禾靈+乙羧氟草醚苗后噴霧3種除草劑組合能有效防治葉斑病，其中精喹禾靈+乙羧氟草醚苗后噴霧的防治效果最好。

4病原菌與植物互作關(guān)系初步研究

植物與病原物在長(zhǎng)期相互影響的共進(jìn)化過(guò)程中，植物形成了一系列復(fù)雜而行之有效的保護(hù)機(jī)制來(lái)抵御病原微生物的侵染，涉及眾多信號(hào)因子和基因參與。自Fridovich提出生物超氧離子自由基學(xué)說(shuō)以來(lái)，細(xì)胞保護(hù)性酶系統(tǒng)與植物抗病性的關(guān)系引起了人們的普遍關(guān)注[32]。張海濤[25]初步研究了病原菌與寄主互作的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在接種變灰尾孢菌后，綠豆體內(nèi)過(guò)氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、抗壞血酸過(guò)氧化物酶（APX）、過(guò)氧化物酶（POD）等防御相關(guān)酶活性總的變化趨勢(shì)是抗病品種酶活性響應(yīng)時(shí)間早，升高幅度大。綠豆體內(nèi)抗病相關(guān)防御基因GLU、PAL、CHI均出現(xiàn)明顯上調(diào)趨勢(shì)，激發(fā)了編碼這3種抗病相關(guān)蛋白的基因的表達(dá)。植物抗病、抗蟲(chóng)以及其他環(huán)境脅迫反應(yīng)通常由不同的植物激素參加調(diào)節(jié)，被稱為植物抗病防御基本信號(hào)通路[33]。由水楊酸介導(dǎo)的抗病防御信號(hào)途徑在植物系統(tǒng)獲得性抗性中發(fā)揮關(guān)鍵性作用[34]。在水楊酸介導(dǎo)的抗病防御信號(hào)途徑中，苯丙氨酸解氨酶（PAL）是調(diào)節(jié)該信號(hào)途徑的關(guān)鍵性酶[35-37]，與系統(tǒng)獲得抗性表達(dá)存在相關(guān)性[38]。張海濤[25]研究表明，不同抗性品種綠豆在接種變灰尾孢菌后，苯丙氨酸解氨酶基因受變灰尾孢菌誘導(dǎo)后第1和第15天的相對(duì)表達(dá)量上升，抗病品種綠美十號(hào)中的苯丙氨酸解氨酶基因的相對(duì)表達(dá)量要高于感病品種鸚哥綠。

5展望

自發(fā)現(xiàn)綠豆尾孢菌葉斑病以來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在病原菌的純化培養(yǎng)和病害防治方面做了大量工作，但對(duì)綠豆與病原菌的互作還缺乏較為系統(tǒng)的研究。根據(jù)“基因?qū)蚣僬f(shuō)”，病原菌的無(wú)毒基因（Avr）與植物的抗性基因（R）相互作用才能使植物產(chǎn)生抗性反應(yīng)，病原繁殖受到抑制，有效控制病害的發(fā)生[39]。因此，結(jié)合分子病理學(xué)的發(fā)展，病原菌侵染致病的重要相關(guān)基因、病原激發(fā)子的信號(hào)傳導(dǎo)、防衛(wèi)反應(yīng)基因激活機(jī)理以及外源信號(hào)啟動(dòng)的防御通路將作為今后的研究熱點(diǎn)，同時(shí)利用綠豆的抗病及防衛(wèi)基因培育抗病品種將是今后防治尾孢菌葉斑的主要途徑。

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