冬青衛(wèi)矛的研究現(xiàn)狀及展望

李彥凱 宋曉賀 尹立偉 孟娜 張瑤 朱思琦 項飛龍

摘要 冬青衛(wèi)矛具有抗大氣污染、抗寒、抗旱、抗貧瘠土壤等特點，而且還具有殺蟲、殺菌等生物活性，在醫(yī)療、保健和環(huán)境保護等方面都有很好的應(yīng)用價值。綜述了冬青衛(wèi)矛繁殖技術(shù)、葉部病害、抗逆性、內(nèi)生真菌等方面的研究進展，以期為更好地開發(fā)和利用冬青衛(wèi)矛資源奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 冬青衛(wèi)矛;葉部病害;內(nèi)生真菌

中圖分類號 S793? 文獻標識碼 A

文章編號 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

冬青衛(wèi)矛（Euonymus japonicus Thunb.）是衛(wèi)矛科、衛(wèi)矛屬的常綠灌木，該植物適應(yīng)性強、分布和栽培范圍廣，有較強的抗大氣污染、抗寒、抗旱、抗貧瘠土壤等特點，是園林綠化和環(huán)境保護的重要樹種之一，具有很高的觀賞和經(jīng)濟學(xué)價值 [1]。此外，冬青衛(wèi)矛是衛(wèi)矛科重要的藥用植物，其體內(nèi)的天然化學(xué)成分不僅具有抗腫瘤、利尿、化瘀、調(diào)經(jīng)等作用，而且還具有殺蟲、殺菌、抗病毒等活性，可研制成生物農(nóng)藥，用于病蟲害的生物防治，從而減少環(huán)境污染 [2]。冬青衛(wèi)矛內(nèi)生真菌具有較高比例的殺蟲殺菌活性和多而獨特的真菌類型，是獲得農(nóng)藥活性菌株的良好資源 [3]。冬青衛(wèi)矛在醫(yī)療、保健和環(huán)境保護等方面都有很好的應(yīng)用價值。鑒于此，筆者綜述了冬青衛(wèi)矛繁殖技術(shù)、葉部病害、抗逆性、內(nèi)生真菌等方面的研究進展，以期為更好地開發(fā)和利用冬青衛(wèi)矛資源奠定 基礎(chǔ)。

1 冬青衛(wèi)矛繁殖技術(shù)

冬青衛(wèi)矛葉面大小及葉面斑紋等存在變異。目前，我國常見的有6個冬青衛(wèi)矛栽培變種，即金邊冬青衛(wèi)矛（E. japonicus var.aurea-marginatus）、銀邊冬青衛(wèi)矛（E. japonicus var.albo-arginatus）、金葉冬青衛(wèi)矛（E. japonicus var.microphyllus）、金心冬青衛(wèi)矛（E. japonicus var.aurea-variegatus）、粗枝冬青衛(wèi)矛（E. japonicus ‘cuzhi）、華源發(fā)黃楊（E.japonicus‘Huayuanfa） [4]。國內(nèi)外觀賞植物繁殖技術(shù)主要包括種子繁殖、組織培養(yǎng)、扦插繁殖等方法。冬青衛(wèi)矛植物種子有假種皮，種子內(nèi)含油量高，休眠期長，不易出苗，因此冬青衛(wèi)矛及其栽培變種通過種子繁殖的方法較難，鮮見相關(guān)的研究報道。冬青衛(wèi)矛大多使用扦插繁殖方法，但繁殖率較低，滿足不了大規(guī)模生產(chǎn)的需要。李云等 [5]和閆志剛等 [6]分別對北海道黃楊和金心冬青衛(wèi)矛的組織培養(yǎng)無菌苗的方法進行了研究，為短時間內(nèi)快繁苗木以滿足市場需求提供了技術(shù)基礎(chǔ)。薛會雯 [7]對金葉冬青衛(wèi)矛繁殖技術(shù)進行了研究，篩選出最佳的金葉冬青衛(wèi)矛組織培養(yǎng)和扦插繁殖的方法。尚愛琴等 [8]成功建立了北海道黃楊下胚軸再生體系。組培技術(shù)不僅可在短期內(nèi)獲得大量的苗木，為短時間內(nèi)快繁苗木以滿足市場需求提供技術(shù)支持，同時為研究這一樹種的植株再生及外源基因?qū)氲於ɑA(chǔ)。

2 冬青衛(wèi)矛葉部病害研究

在冬青衛(wèi)矛植株的快繁和栽培過程中，常會有一些影響苗木成活、生長的病蟲害的發(fā)生，造成經(jīng)濟損失。近年來，冬青衛(wèi)矛葉部病害在我國普遍發(fā)生且危害嚴重，輕者病斑累累影響生長，重者葉片枯死、脫落甚至植株成片死亡，嚴重影響其觀賞價值及綠化效果。流行年份造成8—10月間冬青衛(wèi)矛大量落葉，管理粗放的地方發(fā)病尤為嚴重。盡管冬青衛(wèi)矛葉部病發(fā)病嚴重、分布廣泛，但研究人員對病害方面的研究工作才剛剛起步，現(xiàn)有材料顯示，冬青衛(wèi)矛常見的病害有葉斑病、炭疽病、瘡痂病、白粉病、煤污病、葉枯病共6種 [9-10]。

由壞損假尾孢菌（Pseudocercospora destructiva（Ravenal） Guo & Liu）侵染引起的冬青衛(wèi)矛葉斑病又稱冬青衛(wèi)矛褐斑病，是公園、庭院、街道綠地和苗圃的常見病害，主要為害葉片，初期產(chǎn)生黃色凸起小斑點，后擴展成近圓形或不規(guī)則的大斑，病斑邊緣隆起，褐色，隆起的邊緣外有延伸的黃色暈圈，中心黃褐色或灰白色，病斑內(nèi)密生細小黑色霉點，嚴重時病斑連成一片，導(dǎo)致葉片枯死、脫落甚至植株成片死亡，嚴重影響其觀賞價值及綠化效果。該病害在日本、美國均有分布 [11]。在中國，冬青衛(wèi)矛葉斑病最早于重慶、武漢兩地嚴重發(fā)生 [12-13]，隨后在江蘇、湖南、山東、陜西、河南、四川等地發(fā)病嚴重。從 Ravenal 發(fā)現(xiàn)冬青衛(wèi)矛葉斑病至今，已經(jīng)歷100多年 [14]。盡管冬青衛(wèi)矛葉斑病發(fā)病嚴重、分布廣泛，但國外關(guān)于該病害的研究報道很少。雖然國內(nèi)一些學(xué)者進行了一些探索性的研究，但多側(cè)重于病原菌的生物學(xué)特性和化學(xué)防治研究 [13-15]。目前，冬青衛(wèi)矛葉斑病防治研究方面僅有室內(nèi)化學(xué)藥劑抑制孢子萌發(fā)試驗和田間藥效試驗報道，常用藥劑如腐霉利、甲基硫菌靈、多菌靈、代森錳鋅等在抑菌試驗和田間防治試驗中對葉斑病都表現(xiàn)出一定的防效 [13，16-18]。

由Oidium euongmi-japonicae（Arc） Sacc 侵染引起的冬青衛(wèi)矛白粉病是世界范圍內(nèi)普遍發(fā)生的一種病害。該病害在日本較普遍，美國、歐洲也有發(fā)生。在中國的四川、云南、上海、陜西、山東、安徽等省市均有發(fā)生記載。該病主要危害葉片和幼嫩新梢。發(fā)病初期，葉片背面出現(xiàn)白色小點，病斑逐漸擴展成圓形白粉層，后期病斑連接成不規(guī)則形狀，嚴重時整個葉片布滿白色粉層，葉片皺縮，出現(xiàn)褪色斑塊。其分生孢子萌發(fā)最適溫度為20～25 ℃，尤以25 ℃、pH 5、相對濕度100%最適于萌發(fā)，對高溫敏感，而光照、營養(yǎng)條件對孢子萌發(fā)影響不大 [18]。

由Colletotrichum gloeosporioides Penz.侵染引起的冬青衛(wèi)矛炭疽病在我國四川、安徽、江蘇、山東、陜西、上海、河南、四川等地有不同程度的發(fā)生 [19-20]，主要發(fā)生于葉片和枝梢上。葉部病斑近圓形或不規(guī)則形狀，中央灰白色，邊緣有褐色隆起，后期病斑上產(chǎn)生小粒黑點。枝梢部病斑呈橢圓形或不規(guī)則形的潰瘍斑，病斑擴展后，枝梢頭部彎曲下垂枯死。病菌分生孢子盤，在高溫多濕條件下產(chǎn)生膠黏狀粉紅色分生孢子堆。溫度、濕度、pH、光照和營養(yǎng)等對病菌生長和分生孢子產(chǎn)生和萌發(fā)有顯著的影響。該病害的防治目前主要采用化學(xué)防治，用70%代森錳鋅700倍防治大葉黃楊炭疽病藥效達92.50% [21]。

3 冬青衛(wèi)矛內(nèi)生菌的研究

植物內(nèi)生真菌是指在其生活史的一定階段或全部階段生活于健康植物組織或器官內(nèi)部，但不會引起宿主植物表現(xiàn)出外在癥狀的真菌，廣泛存在于不同環(huán)境、不同種類的植物組織內(nèi) [22]。內(nèi)生真菌在與宿主長期協(xié)同進化過程中，不僅形成了豐富的生物多樣性，而且在植物病害生物防治和抵抗干旱、高鹽等非生物脅迫中都有巨大的應(yīng)用潛力 [23-24]。目前，對冬青衛(wèi)矛內(nèi)生真菌、天然殺菌殺蟲活性成分分析以及抗逆性等方面的研究工作逐步開展，Han等 [25]從冬青衛(wèi)矛根皮中分離鑒定出6個β-二氫沉香呋喃多元醇酯類生物堿化合物。黃軍海等 [26]對13種衛(wèi)矛科植物的殺蟲活性進行了研究，發(fā)現(xiàn)冬青衛(wèi)矛根皮的石油醚和乙酸乙酯提取物具有毒殺作用。張啟東 [27]從冬青衛(wèi)矛中分離出的4個大環(huán)生物堿具有顯著殺蟲活性。韓江濤 [28]和李會玲 [29]從分離培養(yǎng)的冬青衛(wèi)矛內(nèi)生真菌中分離鑒定出2株具有殺菌活性的菌株，分別屬于半知菌亞門鏈格孢屬（Alternaria） 和曲霉屬（Aspergillus）真菌，這2株菌株的發(fā)酵液對蘋果、番茄、小麥、玉米等真菌病害和金黃色葡萄球菌、枯草芽孢桿菌等細菌病害均具有廣譜殺菌活性。

4 冬青衛(wèi)矛抗逆性生理生化研究

冬青衛(wèi)矛具有較強的抗寒、抗旱、抗貧瘠土壤以及抵抗各種有毒氣體及煙塵的特征，使之成為我國園林綠化中常用的常綠闊葉植物。孫洪波等 [30]以粗枝冬青衛(wèi)矛（E.japonicus‘Zhuzi）為試材，研究低溫脅迫對其生理特性的影響，并利用抑制差減雜交法分離粗枝冬青衛(wèi)矛幼苗的冷誘導(dǎo)表達基因。Li等 [31]研究了DNA損傷與環(huán)境污染之間的聯(lián)系，發(fā)現(xiàn)高污染區(qū)的冬青衛(wèi)矛葉片，尤其是老葉DNA損傷尤為嚴重。Wang等 [32]研究了干旱脅迫對冬青衛(wèi)矛幼苗植株的影響，發(fā)現(xiàn)2個新的抗旱藥劑FA （旱地龍） 和BAG （Beijing Green Angel）可顯著降低冬青衛(wèi)矛氣孔導(dǎo)度（Ps）和蒸騰速率 （Tr）。Jin等 [33]研究了冬青衛(wèi)矛幼苗在高溫脅迫下對光合作用的影響，發(fā)現(xiàn)依賴于SOD、CAT、G-POD和DHAR等酶的水-水循環(huán)受到高溫脅迫的影響，高溫脅迫誘導(dǎo)活性氧的積累可能起到關(guān)鍵作用。

5 展望

冬青衛(wèi)矛為多年生木本植物，常采用扦插、嫁接繁殖，不同地域之間經(jīng)常交換，不同來源的冬青衛(wèi)矛植株株高、葉片形狀和大小等形態(tài)特征均存在一定差異，在耐寒、耐旱、抗病等方面的也呈現(xiàn)出一定的遺傳多樣性。雖然國內(nèi)外學(xué)者對冬青衛(wèi)矛景觀配置、組織培養(yǎng)、栽培育苗技術(shù)、病蟲害防治以及抗有毒氣體和粉塵污染、抗高溫干旱、抗寒等方面進行了廣泛的研究，但關(guān)于冬青衛(wèi)矛分子和基因表達層面的研究十分缺乏。NCBI中公布的冬青衛(wèi)矛蛋白序列僅有194條，EST和SNP標記數(shù)為0，國內(nèi)外嚴重缺乏冬青衛(wèi)矛全基因組和分子標記信息，大大限制了冬青衛(wèi)矛分子生物學(xué)的發(fā)展。近年來，由于冬青衛(wèi)矛病蟲害普遍發(fā)生及其他原因，冬青衛(wèi)矛的使用率嚴重下降，從而導(dǎo)致遺傳多樣性的喪失，這很可能會使植株更易感染新的病蟲害，降低遺傳變異。DNA分子標記技術(shù)在遺傳多樣性評價和種間及不同居群親緣關(guān)系分析等方面應(yīng)用很廣泛。轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)是一種大規(guī)模挖掘基因資源的有效手段，能全面快速地獲得組織中所有的轉(zhuǎn)錄本信息，因而在模式和非模式物種中得到了廣泛應(yīng)用，

尤其適用無參考基因組的物種 [34-35]。因此，利用轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)進行冬青衛(wèi)矛全轉(zhuǎn)錄組SSR位點挖掘和分析，用分子標記的手段對冬青衛(wèi)矛的遺傳多樣性進行研究，可在分子水平上有效保護和利用冬青衛(wèi)矛種質(zhì)資源，從而為選育新的抗病品種打下基礎(chǔ)。 此外，冬青衛(wèi)矛病害的防治大多采用化學(xué)防治的方法，長期的藥劑防治易使病原菌對藥劑產(chǎn)生耐受力和抗藥性，增加防治的難度，利用內(nèi)生菌、菌根真菌有針對性地開展冬青衛(wèi)矛病害生物防治也是今后研究的一個重要方向。

參考文獻

[1]

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

[2] 江蘇省植物研究所.新華本草綱要[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1988：295-315.

[3] 韓江濤，楊春平，韓小美，等.冬青衛(wèi)矛內(nèi)生真菌代謝產(chǎn)物農(nóng)用殺菌活性篩選[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報，2008，17（5）：98-102.

[4] 姚硯武，李永利，劉國彬，等.北海道黃楊良種‘華源發(fā)黃楊[J].林業(yè)科學(xué)，2016，52（4）：148.

[5] 李云，梁慶豐，趙芳，等.北海道黃楊的組織培養(yǎng)[J].植物生理學(xué)通訊，2003，39（4）：352.

[6] 閆志剛，石大興，王米力，等.金心冬青衛(wèi)矛的組織培養(yǎng)及植株再生[J].植物生理學(xué)通訊，2005，41（5）：635.

[7] 薛會雯.金葉大葉黃楊繁殖技術(shù)研究[D].長沙：中國林業(yè)科技大學(xué)，2011.

[8] 尚愛芹，蔡漢，閆曉潔，等.北海道黃楊下胚軸的離體培養(yǎng)及植株再生[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，38（12）：2502-2507.

[9] 劉興元，徐有明，王長輝.大葉黃楊病害的研究現(xiàn)狀分析與建議[J].湖北林業(yè)科技，2006（6）：42-45.

[10] 李彥凱，汪禮君，宋曉賀.冬青衛(wèi)矛葉部病害調(diào)查研究[J].長江大學(xué)學(xué)報（自科版），2017，14（10）：5-8.

[11] 劉錫王進，郭英蘭.中國真菌志：第9卷 假尾孢屬[M].北京：科學(xué)出版社，2006.

[12] 周慶椿，龍仕平.大葉黃楊葉斑病發(fā)病規(guī)律研究簡報[J].植物病理學(xué)報，1989，19（4）：244.

[13] 郭小宓，萬宏.大葉黃楊葉斑病研究初報[J].華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，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] 劉起麗，張建新，徐瑞富.豫北地區(qū)大葉黃楊褐斑病病原菌生物學(xué)特性的研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（20）：5279-5280.

[16] 江建國，張文穎，白濤，等.10種殺菌劑對大葉黃楊褐斑病田間防治試驗[J].中國森林病蟲，2009，28（4）：30-32.

[17] 江建國，陳京元，蔡三三，等.10種殺菌劑對大葉黃楊壞損尾孢菌的毒力測定[J].中國森林病蟲，2008，27（2）：36-38.

[18] 劉興元.鄂西南地區(qū)大葉黃楊病害現(xiàn)狀及防治對策研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

[19] 李彤.大葉黃楊炭疽病的防治探討[J].湖北植保，2003（6）：21.

[20] 桑華春，邱德勛.大葉黃楊炭疽病的病原初步研究[J].四川農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，1992，10（1）：189-199.

[21] 宋建勛，雷曼，楊莉，等.大葉黃楊葉斑病及炭疽病的發(fā)生與防治[J].陜西林業(yè)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] 黃軍海，劉國強，白紅進，等.13種衛(wèi)矛科植物殺蟲活性研究[J].西北植物學(xué)報，2004，24（4）：688-692.

[27] 張啟東.30種藥用植物殺蟲殺菌活性篩選及冬青衛(wèi)矛殺蟲活性成分研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2006.

[28] 韓江濤.冬青衛(wèi)矛內(nèi)生真菌篩選及其代謝產(chǎn)物的農(nóng)藥活性研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2008.

[29] 李會玲.冬青衛(wèi)矛內(nèi)生真菌殺菌活性成分研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2007.

[30] 孫洪波，王國英，孫振元，等.應(yīng)用抑制差減雜交法分離粗枝大葉黃楊幼苗的冷誘導(dǎo)表達基因[J].中國農(nóng)業(yè)科學(xué)，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，F(xiàn)EI 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.