大白菜根腫病研究進(jìn)展

文/朱煥煥 本刊編輯

大白菜（Brassica rapaL.ssp.pekinensis）別名菘、白菜、白菜花，蕓薹屬，白菜種。原產(chǎn)地為地中海沿岸和中國，長江以南為主要產(chǎn)區(qū)，種植面積占秋、冬、春菜播種面積的40%～60%。20世紀(jì)70年代后，中國北方栽培面積也迅速擴(kuò)大，各地普遍栽培，其栽培面積和消費(fèi)量在中國居各類蔬菜之首。大白菜具有較高的營養(yǎng)價值，益胃生津，清熱除煩，故有“百菜不如白菜”的說法。但近年來由于栽培方式不當(dāng)?shù)仍?，大白菜根腫病日益嚴(yán)重，導(dǎo)致大白菜產(chǎn)量和品質(zhì)大幅度下降，現(xiàn)已成為大白菜病害防治中亟待解決的難題之一。

根腫病是由蕓薹屬根腫菌（Plasmodiophora brassicae）侵染引起的專性寄生的世界性土傳病害，主要危害十字花科作物，如青花椰菜、花椰菜、甘藍(lán)、抱子甘藍(lán)、大白菜、蕪菁等，最早發(fā)現(xiàn)于地中海西岸和歐洲南部，現(xiàn)遍布于許多國家[1]。

1 根腫病的概況

1.1 根腫病的發(fā)生規(guī)律

大白菜根腫病（俗稱大根病，福建稱菜癌，東北地區(qū)稱菜瘤子）是一種土傳真菌病害。蕓薹屬根腫菌引起的十字花科蔬菜根腫病，主要寄生于蕓薹屬多種植株的根部[2]。根腫病每年造成世界范圍內(nèi)的損失達(dá)到10%～15%[3]。感病植株被根腫菌侵染后形成根腫組織，植株矮小、易萎蔫。病原菌從腐爛的根腫組織中釋放出來形成休眠孢子，能夠存活很多年[4]。

根部腫大和植株萎蔫癥狀僅在土壤中根腫菌的濃度高于發(fā)病閾值時表現(xiàn)明顯。這個閾值受土壤類型、植株品種的影響，但是影響度小于10個休眠孢子/g土壤。土壤的接種濃度低于102個休眠孢子/g土壤，受侵染程度很低，基本上不影響農(nóng)作物的產(chǎn)量或地上病害癥狀[5]。在癥狀明顯表現(xiàn)之前不容易預(yù)測和避免根腫菌的侵染。甚至在農(nóng)民認(rèn)為田間并無病菌的情況下，根腫菌的休眠孢子已經(jīng)通過土壤和水進(jìn)行傳播了。因此，根腫病的有效控制很難進(jìn)行。

1.2 根腫菌的生活史

根腫菌休眠孢子萌發(fā)和侵染的最適土溫為18～25 ℃，最適土壤持水量為70%，最適土壤pH為5.4～6.5[6]。根腫菌休眠孢子在感病寄主根的分泌物溶液中萌發(fā)率可以達(dá)到75%[7]。連作使土壤中休眠孢子的數(shù)量突增[2]，而這些休眠孢子可以在無寄主存在的土壤中存活15年以上。在蕓薹屬作物重復(fù)種植的過程中，這些休眠孢子在土壤中逐漸積累，導(dǎo)致病害程度逐年加重。

1.3 根腫菌的生理小種分化

根腫菌屬專性寄生菌，1931年Honig首次證明了該病原菌存在生理小種分化。目前國際上廣受認(rèn)可的根腫菌生理小種鑒別系統(tǒng)有2個，即Williams 系統(tǒng)（表1）和ECD系統(tǒng)（表2）。Williams系統(tǒng)的寄主由4個十字花科植物品種組成，包括2個蕪菁甘藍(lán)品種Laurentian、Wilhelmsburger和2個結(jié)球甘藍(lán)品種 Jersey queen、Badger shipper。根據(jù)4個寄主受根腫菌侵染的不同反應(yīng)類型的排列組合，理論上應(yīng)該有16個小種。Williams收集了來自16個國家的124份根腫病菌株，將鑒別品種按照Williams系統(tǒng)分類為1～9號生理小種。另一方面利用該分類系統(tǒng)鑒定了日本札幌的結(jié)球甘藍(lán)病菌、下關(guān)的白菜病菌和京都的蕪菁病菌，發(fā)現(xiàn)分別屬于第2、5、8號生理小種[8]。Buczacki等[8]對Williams小種鑒別系統(tǒng)作出改進(jìn)，建立了歐洲鑒別寄主系統(tǒng)（European Clubroot Differential Set，ECD）。該系統(tǒng)保留了Williams鑒別系統(tǒng)原有的3個品種——Jersey queen、Badger shipper 和 Wilhelms burger，此外又引進(jìn)了12個寄主品種，構(gòu)成了包含5個蕓薹種作物（ECD01～ECD05）、5個蕪菁甘藍(lán)種作物（ECD06～ECD10）和5個甘藍(lán)種作物（ECD11～ECD15）的1套系統(tǒng)，根據(jù)這15個寄主品種對不同根腫菌小種的抗性排列組合來鑒定生理小種。這套小種鑒別系統(tǒng)被認(rèn)為更精確和實(shí)用，并且該系統(tǒng)還解釋了十字花科根腫病的變異和地理擴(kuò)散問題[9]。目前國際上已用ECD系統(tǒng)鑒定出小種24個以上。謝文瑞等[10]利用ECD測試了我國臺灣桃園蔗竹、新竹、香山等7個地區(qū)的根腫病菌生理小種，認(rèn)為屬ECD16/0/0和

ECD16/0/31菌系。

表1 威廉士十字花科根腫病菌鑒別系統(tǒng)（Williams）

表2 歐洲根腫病菌鑒別系統(tǒng)（ECD)

中國尚沒有研究出適合國內(nèi)根腫病菌生理小種鑒定的鑒別寄主系統(tǒng)。國內(nèi)學(xué)者研究根腫病菌生理小種通常采用Williams鑒別系統(tǒng)[11]。國內(nèi)根腫菌生理小種研究較少，沈向群等[12]利用Williams系統(tǒng)鑒定了來自中國15個大白菜根腫病主要發(fā)病區(qū)域的病原菌，得到5個生理小種，分別為小種2、4、7、10、11，其中以4號小種為主，并且主要分布在平原大白菜主產(chǎn)區(qū)，是危害面積最大的小種。費(fèi)維新等[13]通過Williams鑒別系統(tǒng)鑒別安徽根腫病主要發(fā)病區(qū)域的病原菌，發(fā)現(xiàn)了4個生理小種，分別為2、4、5、7小種。

2 根腫病防治方法研究進(jìn)展

目前生產(chǎn)中，根腫病防治技術(shù)采用的藥劑處理方式包括噴霧法、灌藥法和拌藥法等[14]。噴霧法比較適合葉部病害的防治，拌藥法和灌藥法多用于根部病害的防治，近年來人們往往為了便于操作而傾向于選擇灌藥法防治根部病害。研究結(jié)果證實(shí)了拌土法是防治根腫病的有效方法。雖然拌土法作為一種傳統(tǒng)方法還存在著費(fèi)工費(fèi)時的缺陷，但可以考慮開發(fā)新型的農(nóng)用機(jī)械來彌補(bǔ)這一問題[5]。下面介紹根腫病的防治措施。

2.1 調(diào)整土壤酸堿度

根腫病易發(fā)生在酸性土壤中，因此可通過調(diào)整土壤酸堿度，破壞其菌落生活的適宜環(huán)境，從而控制病害。先進(jìn)行土壤酸堿度測試，然后依據(jù)土壤酸度增施石灰，一般667 m2施30 kg，施用時間以播種前7～10 d為宜?？刹捎萌鍪┑姆绞椒胪林?，或采用穴施的方式，每穴約25 g，若大白菜根腫病出現(xiàn)病株，可用15%石灰乳澆根。這種通過提高土壤堿度來防控根腫病的方法是常用的防控方法之一。但是也有關(guān)于利用增加土壤酸堿度控制根腫病失敗的例子[6]。這也許與土壤處理、土壤濕度和結(jié)構(gòu)、根腫菌分布、石灰顆粒的大小和質(zhì)量、施藥和種植的間隔時間等因素有關(guān)。

2.2 控制營養(yǎng)元素及土壤含水量

Donald 等[14]通過分析健康植株與不同程度病害的患病植株，發(fā)現(xiàn)患病植株較健康植株增加最多的營養(yǎng)元素為鉀；對根腫病發(fā)病階段寄主的營養(yǎng)元素變化的研究表明，在缺鉀的培養(yǎng)基質(zhì)中生長的感病植株品種患病程度降低了60%。Murakami等[15]研究表明，增加鈣和鎂的劑量可以使根腫病的發(fā)生不受pH影響。楊明英等[16]研究表明土壤含水量與大白菜根腫病的發(fā)生具有相關(guān)性，當(dāng)土壤含水量低于30%或高于80%時發(fā)病較輕；土壤含水量為40%、50%、60%、70%時發(fā)病較重。

2.3 土壤滅菌消毒

由于根腫菌可長期存活于土壤中，可通過土壤消毒來防控根腫病。根腫菌在水池淤泥、水壩、育苗塊和定植穴中都可以檢測到，這些案例中水源里的病原菌可能來自田間土壤[17]。研究表明，減少灌溉水中根腫菌的轉(zhuǎn)移及活力將是未來研究的主要方向。有根腫病防控研究表明，根腫菌的休眠孢子在水中能夠存活34個月，使用帶菌濃度為10個休眠孢子/mL的水反復(fù)灌溉，可以導(dǎo)致植株根部腫大[18]。

2.4 耕作防控

研究人員認(rèn)為常年的連作會影響根腫病的發(fā)病程度以及土壤中休眠孢子的壽命。早期通過拔除病株、改進(jìn)排水溝、深耕法耕種和農(nóng)作物輪作等來緩解病害，目前仍有很多地區(qū)采用這些方法。在耕作之前一定要清除患病植株，有研究表明將發(fā)病較輕的植株翻耕在土壤中，相當(dāng)于增加了土壤帶菌濃度（每克土增加105個休眠孢子）[6]。在根腫菌休眠孢子達(dá)到一定程度后，就會產(chǎn)生根腫菌，進(jìn)而為害植株。嚴(yán)格控制耕作，避免患病植株的反復(fù)翻耕，這對控制根腫病的蔓延具有非常重要的意義。

2.5 化學(xué)防控

在廣泛評估的多種化學(xué)藥劑中，苯并咪唑類及其前體對防治根腫病最為有效。在對多種化學(xué)制劑的溫室評估過程中，獲得了幾種潛在的有效藥劑：苯菌靈、甲基硫菌靈和NF48[6]。通過評估五氯硝基苯（PCNB）和其他化合物，總結(jié)出五氯硝基苯（PCNB）只有在沒有發(fā)生嚴(yán)重病害時能夠有效地防控根腫病。王再強(qiáng)[19]認(rèn)為，在根腫病發(fā)病后，可用50%多菌靈+25%甲霜·霜霉威或70%敵磺鈉，每667 m2施加增根粉1 kg，采用隨水澆灌的方式，可有效控制根腫病的蔓延。黃安吉[20]研究表明，通過拌藥處理的防治效果優(yōu)于灌藥處理的效果，且施50%氟啶胺懸浮液（1 g/mL）的防治效果達(dá)85.94%，持續(xù)80 d的防治效果仍高達(dá)85.25%。另外，高熹等[21]研究表明，氰霜唑?qū)Υ蟀撞烁[病防治有一定的效果，且建議氰霜唑灌根的時間為播種后的前3 d，灌根質(zhì)量濃度為25～50 mg/L。

2.6 表面活性劑應(yīng)用

目前有大量的表面活性劑被用于評估防控根腫病的效果。Donald等[14]研究發(fā)現(xiàn)500 μg/g磺基琥珀酸二辛酯類和2 000 μg/g環(huán)氧乙烷基酚防控效果最佳。進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，僅有Agral不抑制植株的生長。通過田間試驗(yàn)，了解了幾種液體非離子型表面活性劑在配合和單獨(dú)使用時的效果；在沒有病菌壓力的情況下，幾種試劑在低濃度下都表現(xiàn)為抑制植株的生長。田間試驗(yàn)結(jié)果表明，在肥料中加入2%Agral和15～20 mg/kg硼（75 mL/株），可有效地控制根腫病的發(fā)生。但關(guān)于利用表面活性劑控制根腫病的原理尚不清楚，可能是表面活性劑可以阻斷病菌的轉(zhuǎn)移或直接將病原菌殺死，從而阻止根腫菌侵染植株根部形成腫瘤。

2.7 生物防治

受根腫菌侵染的土壤分布于世界各地，能有效控制微生物活力的生物制劑可以防控土壤帶菌。Donald等[14]發(fā)現(xiàn)酚類化合物龍膽酸對根腫病的防治有一定的效果。Niwa等[22]經(jīng)研究證實(shí)，高濃度有機(jī)質(zhì)可以通過改善土壤狀況，來抑制土傳病害。有研究者認(rèn)為，通過鈣和土壤生物群同時作用，利用有機(jī)質(zhì)適度調(diào)節(jié)土壤pH，可以有效地防治根腫病。此方法在蘇格蘭根腫病的防控上應(yīng)用比較廣泛。另外，Donald等[18]認(rèn)為可以通過植株誘導(dǎo)法，減少土壤中休眠孢子的數(shù)量，從而控制根腫病的發(fā)生或危害程度。

2.8 綜合治理

長期的實(shí)踐證明，綜合利用高水平的輪作，通過石灰增加土壤pH，添加鈣、硼以及有效化學(xué)藥劑等措施能夠有效地防治根腫病[16]。但綜合防治不是簡單地將所有防治措施相加，這樣只會導(dǎo)致成本增加，效果卻不盡人意。雖然抗病品種的使用有一定的時效性，但可通過與人工手段相結(jié)合的方式，更有效地防治根腫病。同時，盡可能地減少有害化學(xué)藥劑和高濃度復(fù)合肥的使用，從另一方面來說這也保證了土壤的性質(zhì)和生態(tài)系統(tǒng)的平衡。

3 大白菜抗根腫病分子標(biāo)記及分子標(biāo)記輔助育種研究進(jìn)展

3.1 分子標(biāo)記的類型

分子標(biāo)記可以分為4類，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。第一類是基于DNA-DNA雜交的分子標(biāo)記技術(shù)，主要包括RFLP標(biāo)記和VNTR標(biāo)記，其特點(diǎn)是操作繁瑣、費(fèi)時費(fèi)力，目前應(yīng)用較少；第二類是基于PCR技術(shù)的分子標(biāo)記，包括采用隨機(jī)引物進(jìn)行擴(kuò)增的標(biāo)記類型（如RAPD、SRAP、SSR標(biāo)記等）以及采用特異引物擴(kuò)增的標(biāo)記類型（如STS、SCAR標(biāo)記等），其特點(diǎn)是操作簡單、快速高效；第三類是基于限制性內(nèi)切酶和PCR的DNA標(biāo)記（如AFLP、CAPS標(biāo)記）；第四類是基于單個核苷酸變異的DNA標(biāo)記，該遺傳的多態(tài)性是由DNA序列中發(fā)生單個或連續(xù)多個堿基發(fā)生插入、缺失等變異造成的，是基于基因組序列信息的新型分子標(biāo)記類型，主要包括SNP標(biāo)記和InDel標(biāo)記，這類標(biāo)記在今后的應(yīng)用中將大有前景[23]。

3.2 利用分子標(biāo)記定位大白菜抗根腫病基因

Kuginuki等[24]利用抗病材料和感病材料雜交后F1的36個DH群體，獲得與抗根腫病基因連鎖的3個RAPD標(biāo)記RA12-75A、WE22B和WE49B，且它們在DH系和F2群體中均是連鎖的，可以用于分子標(biāo)記輔助育種中。1998年日本學(xué)者M(jìn)atsumoto等[25]采用DH群體和RAPD技術(shù)構(gòu)建了大白菜連鎖圖譜，發(fā)現(xiàn)根腫病抗性是由1對顯性基因CRa控制，被定位在3號連鎖群上，且R F L P標(biāo)記HC352b和HC181與該基因的連鎖距離分別為3、12 cM。2005年Matsumoto等[26]研究獲得了與基因CRa連鎖的RAPD標(biāo)記E49380且兩者之間的連鎖距離為4.6 cM。Hayashida等[27]報(bào)道了1個緊密連鎖的共線性SCAR標(biāo)記HC352b-SCAR，該標(biāo)記與金銀CRa和標(biāo)記E49380的連鎖距離分別為2.9、7.5 cM，且可正確預(yù)測F2群體中根腫病的抗病類型。

2003年Suwabe等[28]利用抗病材料（G004）和感病材料（A9709）雜交后的F2群體，檢測到2個抗病位點(diǎn)Crr1和Crr2，并篩選出了其共顯性的SSR連鎖標(biāo)記BRMS-088和BRMS-096。研究表明BRMS-088與RA12-75A緊密連鎖，推測Crr1與基因CRa為同一位點(diǎn)。2006年Suwabe等[29]利用Siloga的F2群體構(gòu)建了基于SSR分子標(biāo)記的大白菜遺傳連鎖圖譜，發(fā)現(xiàn)了Crr1、Crr2、Crr4分別位于A08、A01、A06連鎖群上，將2個主要的位點(diǎn)Crr1和Crr2定位在擬南芥4號染色體上的一小段基因組區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域是擬南芥的1個抗病基因簇區(qū)域MRCs。SSR連鎖標(biāo)記BRMS-088和BRMS-096分別與Crr1和Crr2緊密連鎖，遺傳距離分別為1.75、0.88 cM。其中位點(diǎn)Crr1、Crr2和Crr4分別為主效基因、修飾基因和微效基因。Hirai等[30]利用抗根腫病蕪菁自交系（N-WMR-3）和感根腫病大白菜DH系（A9709）雜交獲得F3分離群體，經(jīng)遺傳分析發(fā)現(xiàn)根腫病抗性基因是由1對主基因控制。且檢測到1個新的抗根腫病位點(diǎn)Crr3。利用SAS、RAPD和STS技術(shù)，經(jīng)篩選和轉(zhuǎn)化獲得STS標(biāo)記OPC11-1S（顯性）和OPC11-1S（共顯性）?；駽rr3的兩側(cè)STS標(biāo)記BRMS-088和BRMS-096之間的遺傳距離為10 cM。之后日本學(xué)者Saito等[31]選用包含888個單株的F2代群體，并結(jié)合構(gòu)建的連鎖圖譜，進(jìn)一步將位點(diǎn)Crr3定位在2個STS標(biāo)記BrSTS-33和BrSTS-78之間的0.35 cM區(qū)域內(nèi)。

大白菜CR Shink DH系攜帶1個對根腫病生理小種2、4和8表現(xiàn)抗性的顯性基因CRb。Piao等[32]利用抗根腫病材料與感根腫病材料雜交獲得的F2分離群體定位了CRb基因，并將緊密連鎖的AFLP標(biāo)記轉(zhuǎn)化成SCAR標(biāo)記，SCAR標(biāo)記TCR09（顯性）與CRb基因的遺傳距離為0.78 cM，CRb位點(diǎn)兩側(cè)的標(biāo)記TCR01（共顯性）和TCR09（顯性）之間的遺傳距離為2.9 cM。之后Piao等[33]經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)共顯性標(biāo)記TCR01能夠準(zhǔn)確鑒定出純合抗性植株。王森等[34]利用94SK（感根腫病的大白菜自交系）和CR Shink DH（感根腫?。╇s交獲得F2分離群體，通過BAS和AFLP技術(shù)構(gòu)建了遺傳圖譜，該遺傳圖譜包含179個標(biāo)記位點(diǎn)、10個連鎖群，覆蓋長度576 cM，平均圖距為3.3 cM。將抗根腫病基因定位在第1條連鎖群9 cM范圍內(nèi)。其中，標(biāo)記TCR09位于CRb的一側(cè)，遺傳圖距為0.43 cM；位于該基因另一側(cè)的標(biāo)記P14、TCR02和TCR05的遺傳圖距分別為1.74、1.97、2.67 cM。Kato等[35]以CR Shinki為抗源，利用2個分子標(biāo)記KB59N07和B1005將CRb基因定位在140 kb區(qū)間內(nèi)，并獲得了候選基因。Zhang等[36]利用CR Shinki的雙單倍體群體，經(jīng)遺傳分析發(fā)現(xiàn)位于標(biāo)記TCR79和TCR108之間0.14 cM區(qū)域內(nèi)的抗根腫病基因位點(diǎn)CRb，預(yù)測候選基因?yàn)镹BS-LRR類基因，并證實(shí)了該基因與Kato點(diǎn)位的CRb不是同一個基因。

Sakamoto等[37]利用K10（抗根腫?。┖蚎5（感根腫?。╇s交獲得的F2分離群體，構(gòu)建遺傳圖譜，并通過QTL方法定位發(fā)現(xiàn)了CRk和CRc這2個位點(diǎn)。將CRk和CRc分別定位在連鎖群A03和A02上。其中，STS標(biāo)記HC688和m6R分別與位點(diǎn)CRk和CRc緊密連鎖。王彤彤[38]利用5個不同來源的F1代高抗根腫病材料自交構(gòu)建F2代群體，經(jīng)遺傳性分析，發(fā)現(xiàn)該材料中根腫病抗性由顯性單基因控制。通過分離群體分組分析法（BSA）和InDel分子標(biāo)記技術(shù)得到與該抗病基因距離最近的STS標(biāo)記TCR05-R和InDel標(biāo)記BrID90039，這2個標(biāo)記與抗病基因的遺傳距離分別為0.7、1.7 cM。Chu等[39]利用分子標(biāo)記MS7-9和sN8591將Rcr1定位在A03上，遺傳距離為0.28 cM。Yu等[40]發(fā)現(xiàn)了位于目標(biāo)區(qū)域的14個SNP標(biāo)記均與Rcr1完全連鎖，且與Rcr1的遺傳距離比MS7-9和sN8591與Rcr1的遺傳距離要近。

3.3 大白菜抗根腫病育種研究

日本蔬菜和觀賞植物試驗(yàn)組的田間試驗(yàn)表明，大白菜極易感染根腫病，幾乎完全缺少對根腫病的抗性[41]。在大白菜根腫病研究上，日本與韓國較為領(lǐng)先。Piao等[42]利用韓國和日本的10個感病品種和37個抗病品種，獲得標(biāo)記TCR01200和TCR05279，可應(yīng)用于鑒定對生理小種4有抗性的抗病品種。歐洲蕪菁抗源材料主要有Gelria、Siloga、Debra、Milan white等。Standberg[43]發(fā)現(xiàn)在中國白菜中有抗6和7小種的顯性基因。而中國的大白菜抗病品種較少，孫保亞等[44]從國外引進(jìn)的抗根腫病大白菜雜交種中分離出大白菜抗根腫病自交系48個，并利用抗病自交系（9617CR80-2-1）和感病自交系華白（2-3-196-954-1-85-1）的F1、F2及BC1，對大白菜抗根腫病遺傳規(guī)律進(jìn)行了初步研究，確認(rèn)大白菜根腫病遺傳由1對顯性基因控制。大白菜根腫病是一種嚴(yán)重影響大白菜生長的土傳性病害，CRb基因是抗大白菜根腫病的重要基因。樸鐘云等[45]以具有抗根腫病基因CRb的大白菜CR Shinkii DH系為抗源，通過分子標(biāo)記輔助選擇（Marker-assisted Selection，MAS）選育出大白菜優(yōu)良自交系BJN3的9份抗根腫病近等基因系。這些近等基因系的結(jié)球相關(guān)性狀與BNJ3無顯著差異。李曉鷗等[46]對生產(chǎn)上的5個大白菜品種（巨珠、綠珠、青慶、綠寶及翠蓮）進(jìn)行了抗病性鑒定，結(jié)果表明綠珠、綠寶抗病性較強(qiáng)，巨珠最不抗病。陳靜等[47]結(jié)合Williams系統(tǒng)和田間自然鑒定法，在以小種4為優(yōu)勢小種的重慶市涪陵發(fā)病區(qū)對79個甘藍(lán)新組合進(jìn)行了抗性鑒定，發(fā)現(xiàn)GZ78雜交組合表現(xiàn)高抗。任平平等[48]對已發(fā)表的6個CRb分子標(biāo)記進(jìn)行篩選，獲得1個CRb緊密連鎖的顯性標(biāo)記TCR05。該標(biāo)記在抗性純合材料中產(chǎn)生279 bp的PCR擴(kuò)增片段，在感病材料中產(chǎn)生250 bp的PCR擴(kuò)增片段，在抗病雜合材料中產(chǎn)生279 bp和250 bp的PCR片段。

4 問題與展望

目前，對于根腫病的防治，十字花科蔬菜生產(chǎn)體系還沒有非常有效的解決方法。但可以采取調(diào)整土壤酸堿度、控制營養(yǎng)元素及土壤含水量、土壤滅菌消毒、耕作防控、化學(xué)防控、表面活性劑應(yīng)用、生物防治、綜合治理等措施緩解病害程度。

對根腫病的相關(guān)研究國內(nèi)外大都集中在防治方面，育種方面研究很少，尤其分子育種方面進(jìn)展很小。雖然在生產(chǎn)上也應(yīng)用很多大白菜抗性品種，但這種抗性機(jī)制的可持續(xù)性并不高，已經(jīng)有很多應(yīng)用舊的抗性品種失敗的報(bào)道。這就需要研究者們開發(fā)有效的分子標(biāo)記，加快分子標(biāo)記輔助育種工作的進(jìn)程。另外，由于穩(wěn)定遺傳抗病性的材料很少，大部分材料都是雜合抗病，所以分子育種方面迫切需要開發(fā)出更多共顯性標(biāo)記來篩選抗病材料。在這種純合抗病材料不易獲取的情況下，可以通過小孢子培養(yǎng)技術(shù)來實(shí)現(xiàn)，目前針對根腫病的研究方面小孢子培養(yǎng)技術(shù)尚不是很成熟，仍有很大的開發(fā)空間。

大白菜的抗根腫病遺傳機(jī)理比較復(fù)雜，既有質(zhì)量性狀遺傳，又有數(shù)量性狀遺傳。同一抗原對不同的生理小種有不同的抗性，加之根腫菌生理小種的變異性，培育出來的抗根腫病品種在栽培過程中存在抗性逐漸衰退或喪失現(xiàn)象，且選育出的品種的適應(yīng)性有限。在抗性基因標(biāo)記上，目前至少有8個大白菜抗根腫病基因得到定位，分別是Crr1、Crr2、Crr3、Crr4、CRa、CRb、CRc和CRk（表3）。

如今，在進(jìn)行根腫病的抗性遺傳研究方面，要獲得抗病和耐病的新品種需要解決的問題是開發(fā)出更多共顯性標(biāo)記來篩選抗病材料；篩選普遍抗病的材料；在鑒定不同生理小種方面開發(fā)足夠有效的分子標(biāo)記等。

表3 大白菜抗根腫病基因位點(diǎn)及連鎖標(biāo)記信息

[1] 楊永林.十字花科蔬菜根腫病抑菌型土壤初探[J].植物保護(hù)學(xué)報(bào),1990,17(2):127-131.

[2] OSAKI K, TANAKA S, ITO S. Pathogenicity ofPlasmodiophora brassicaepopulations from small,spheroid, resistant-type clubroot galls on roots of clubroot-resistant cultivars of Chinese cabbage(Brassica rapaL. subsp. pekinensis)[J]. Journal of General Plant Pahtology,2008,74(3):242-245.

[3] FAGGIAN R, STRELKOV S E. Detection and measurement ofPlasmodiophora brassicae[J]. Journal of plant growth regulation,2009,28(3):282-288.

[4] WAKEHAM A J, WHITE J G. Serological detection in soil ofPlasmodiophora brassicqeresting spores[J].Physiological and molecular plant pathology,1996,48(5):289-303.

[5] 李妍.大白菜根腫病病原菌檢測與防治技術(shù)研究[D].哈爾濱:東北農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.

[6] 李寶聚.李寶聚博士診病手記(一):湖北長陽火燒坪十字花科根腫病—蔬菜"一鄉(xiāng)一品"帶來的問題[J].中國蔬菜,2008(7):55.

[7] 肖崇剛,郭向華.甘藍(lán)根腫病菌的生物學(xué)特性研究[J].菌物系統(tǒng),2002,21(4):597-603.

[8] BUCZACKI S T, TOXOPEUS H, MATTUSCH P, et al.Study of physiologic specialization inPlasmodiophora brassicae: proposals for attempted rationalization through an international approach[J]. Transactions of the British Mycological Society,1975,65(2):295-303.

[9] 朱明釗,張淑江,張慧,等.大白菜根腫病研究進(jìn)展[C]//中國園藝學(xué)會十字花科蔬菜分會第十屆學(xué)術(shù)研討論文集.廣州:中國園藝學(xué)會十字花科蔬菜分會,2016:9-14.

[10] 謝文瑞,黃一修.臺灣十字花科蔬菜根腫病及抗病育種研究進(jìn)展[J].植物保護(hù)學(xué)會會刊(臺灣),1988,30(4):393-398.

[11] 黃蓉,胡建坤,張景云,等.江西省蔬菜根腫病菌致病性分化研究[J].植物病理學(xué)報(bào),2017,47(1):133-137.

[12] 沈向群,聶凱,吳瓊,等.大白菜根腫病主要生理小種種群分化鑒定初報(bào)[J].中國蔬菜,2009(8):59-62.

[13] 費(fèi)維新,王淑芬,吳曉蕓,等.根腫菌生理小種鑒定與甘藍(lán)型油菜品種資源的抗性評價[J].中國油料作物學(xué)報(bào),2016,38(5):626-639.

[14] DONALD C, POAER I. Integrated control of clubroot[J].Journal of plant growth regulation,2009,28(3):289-303.

[15] MURAKAMI H, TSUSHIMA S, KUROYANAGIY, et a1.Reduction of resting spore densit Y ofPlasmodiophora brassicaeand clubroot disease severity by liming[J]. Soil science and plant nutrition,2002,48(5):685-691.

[16] 楊明英,楊家鸞,孫道旺.土壤含水量對白菜根腫病發(fā)生的影響研究[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2004,17(4):482-483.

[17] FAGGIAN R, BULMAN S R, LAWRIE A C, et al.Specific polymerase chain reaction primers for the detection ofPlasmodiophora brassicaein soil and water[J].Phytopathology,1999,89(5):392-397 .

[18] DONALD E C, LAWRENCE J M, PORTER I J.Inf l uence of particle size and application met hod on the eff i cacy of calcium cyanamide for control of clubroot of vegetable brassicas[J].Crops Protect,2004,23(4):297-303.

[19] 王再強(qiáng).大白菜根腫病的發(fā)生與防治[N].河北農(nóng)民報(bào),2016-06-02(6).

[20] 黃安吉.大白菜根腫病病原菌檢測與防治技術(shù)研究[J].農(nóng)技服務(wù),2015,32(6):123.

[21] 高熹,楊涓鑫,陳春梅,等.灌根時間和濃度對氰霜唑防治大白菜根腫病效果的影響[J].現(xiàn)代農(nóng)藥,2013(5):49-51.

[22] NIWA R, KUMEI T, NOMURA Y, et a1. Increase in soil pH due to Ca-rich organic matter application causes suppression of the clubroot disease of crucifers[J]. Soil Biology and Biochemistry,2007,39(3):778-785.

[23] 程潔,李成瓊,司軍,等.十字花科植物根腫病研究進(jìn)展[C]//中國園藝學(xué)會十字花科蔬菜分會第十屆學(xué)術(shù)研討會論文集.天津:中國園藝學(xué)會十字花科蔬菜分會,2012.

[24] KUGINUKI Y, AJISAKA H, YUI M, et al. RAPD markers linked to a clubroot-resistance locus inBrassica rapaL.[J].Euphytica,1997,98(3):149-154.

[25] MATSUMOTO E, YASUI C, OHI M, et al. Linkage analysis of RFLP markers for clubroot resistance and pigmentation in Chinses cabbage(Brassica rapassp.Pekinensis) [J]. Euphytica,1998,104(2):79-86.

[26] MATSUMOTO E, HAYASHIDA N, SAKAMOTO K,et al. Behavior of DNA markers linked to a clubroot resistance in segregating populations of Chinses cabbage(Brassica rapassp.Pekinensis)[J]. Engei Gakkai Zasshi, 2005,74(74):367-373.

[27] HAYASHIDA N, TAKABATAKE Y, NAKAZAWA N, et al. Construction of a practical SCAR marlers linked to clubroot resistance in Chinses cabbage,with intensive analysis ofHC352bgenes[J]. Journal of the Japan Society for Horticultural Science,2008,77(2):150-154.

[28] SUWABE K, TSUKAZAKI H, IKETANI H, et al.Indentification of two loci for resistence to clubroot(Plasmodiophora brassicaeworonin) inBrassica rapaL.[J]. Theoretical and Applied Genetics,2003,107(6):997-1002.

[29] SUWABE K, TSUKAZAKI H, HATAKEYAMA K, et al. Simple sequence repeat-based comparative genomics betweenBrassica rapaandArabidopsis thaliana: the genetic origin of clubroot resistence[J].GENETICS,2006,173(1):309-319.

[30] HIRAI M, HARADA T, KUBO N, et al. A novel locus for clubroot resistance and pigmentation inBrassica rapaand its linkage markers[J].Theoretical and Applied Genetics,2004,108(4):639-643.

[31] SAITO M, KUBO N, MATSUMOTO S, et al. Fine mapping of the clubroot resistence geneCrr3inBrassica rapa[J].Theoretical and Applied Genetics,2006,114(1):81-91.

[32] PIAO Z Y, DENG Y Q, CHOI S R, et al. CSAR and CAPS mapping ofCRb, a gene conferring toPlasmodiophora brassicaein Chinses cabbage(Brassica rapassp.Pekinensis)[J].Theoretical and Applied Genetics,2004,108(8):1458-1465.

[33] PIAO Z Y, CHOI S R, LEE Y M, et al. The use of molecular markers to certify clubroot resistant(CR)cultivars of Chinses cabbage[J].Horticulture Environment and Biotechnology, 2007(48):148-154.

[34] 王森,王劍,李宏博,等.利用抗、感根腫病F2群體構(gòu)建大白菜AFLP遺傳連鎖圖譜[J].華北農(nóng)學(xué)報(bào),2009,24(2)64-70.

[35] KATO T, HATAKEYAMA K, FUKINO N, et al.Fine mapping of the clubroot resistence geneCRband development of a useftil selectable maker inBrassica rapa[J].Breeding science,2013,6(3):116-124.

[36] ZHANG T, ZHAO Z, ZHANG C, et al. Fine genetic and physical mapping of theCRbgene conferring resistence to clubroot disease inBrassica rapa[J].Molecular Breeding,2014, 34(3):1173-1183.

[37] SAKAMOTO K, SAITO A, HAYASHIDA N, et al. Mapping of isolate-specific QTLs for clubroot resistence in Chinses cabbage(Brassica rapassp.Pekinensis)[J].Theoretical and Applied Genetics,2008,117(5):759-767.

[38] 王彤彤.大白菜根腫病抗性基因的分子標(biāo)記及定位[D].北京:中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院研究生院,2012.

[39] CHU M, SONG T, FALK K, et al. Fine mapping of Rcr1 and analysis of its sffect on transcriptome patterns during infection byPlasmodiophora brassicae[J].BMC Genomics,2014,15(1):1166-1185.

[40] YU F Q, ZHANG X G, HUANG Z, et al. Identif i cation of genome-wide variants and discover of variants associated withBrassica rapaclubroot resistence gene Rcr1 through Bulked Segregant RNA sequencing[J].Plos One,2016,11(4):e0153218.

[41] 司軍,李成瓊,任雪松,等.十字花科植物根腫病及抗根腫病育種研究進(jìn)展[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2002,15(2):69-72.

[42] PIAO Z Y, CHOI S R, LEE Y M, The use of molecular markers to certify clubroot resistance cultivars of Chinses cabbage[J]. Horticulture Environment and Biotechnology,2007(48):148-154.

[43] SRANDBERG J, WILLIAMS P H. Inherritance of clubroot resistance in Chinese cabbage[J].Phytopathology,1967(57):330.

[44] 孫保亞,沈向群,郭海風(fēng),等.大白菜抗根腫病遺傳規(guī)律初探[J].中國蔬菜,2005(6):15-17.

[45] 樸鐘云,吳迪,王淼,等.大白菜根腫病近等基因系的分子標(biāo)記輔助選育[J].園藝學(xué)報(bào),2010,37(8):1264-1272.

[46] 李曉鷗,吳飛燕.大白菜根腫病苗期人工接種抗病性鑒定技術(shù)初報(bào)[J].中國蔬菜,1990,1(6):9-10.

[47] 陳靜,雪松,宋洪元,等.4個不同地區(qū)十字花科根腫病菌生理小種鑒定及甘藍(lán)新組合的抗性鑒定[J].西南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,8(1):67-72.

[48] 任平平,馬安峰,程斐,等.大白菜抗根腫病及印尼CRb的分子標(biāo)記驗(yàn)證與種質(zhì)資源篩選[J].山東農(nóng)業(yè)科學(xué),2016,48(6):7-10.