根結(jié)線蟲為害與香蕉枯萎病發(fā)生相關(guān)性的初探

尹可鎖，鄭泗軍，2，李迅東，楊寶明，李永平，黃玉玲，徐勝濤

(1 云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境資源研究所，昆明，650205；2 國(guó)際生物多樣性中心——云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，昆明，650205)

香蕉是熱帶和亞熱帶地區(qū)的重要經(jīng)濟(jì)作物，2018年我國(guó)大陸香蕉種植面積為34.67萬(wàn)hm2多，香蕉產(chǎn)業(yè)已成為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和農(nóng)民脫貧致富的重要支柱產(chǎn)業(yè)[1]。然而，由尖孢鐮刀菌古巴?；?號(hào)生理小種熱帶型(Fusariumoxysporumf. sp.cubensetropical race 4: TR4)引起的毀滅性土傳病害——香蕉枯萎病正快速蔓延，嚴(yán)重威脅香蕉產(chǎn)業(yè)的生存與可持續(xù)發(fā)展，防控枯萎病已成為目前香蕉產(chǎn)業(yè)急需解決的問題[2,3]。

香蕉根圍寄生線蟲是香蕉的主要病害之一，廣泛發(fā)生分布于各香蕉主產(chǎn)區(qū)，其中以南方根結(jié)線蟲Meloidogyneincognita為優(yōu)勢(shì)種[4]?？菸“l(fā)生與根結(jié)線蟲為害的相關(guān)性越來越受到人們的關(guān)注和重視[6-11]。室內(nèi)盆栽試驗(yàn)表明，與單一接種枯萎病菌相比，根結(jié)線蟲和枯萎病菌同時(shí)接種顯著加重香蕉枯萎病的發(fā)生和為害[11-15]。在生產(chǎn)中，我們發(fā)現(xiàn)根結(jié)線蟲為害嚴(yán)重的香蕉園枯萎病發(fā)病率也高，管理中重視根結(jié)線蟲防治的香蕉園，枯萎病發(fā)病率低并且蔓延速度慢。因此，探明香蕉園根結(jié)線蟲為害與枯萎病發(fā)生的相關(guān)性，對(duì)枯萎病的防控具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 植株感染枯萎病判定方法

香蕉枯萎病發(fā)生的判斷標(biāo)準(zhǔn)為植株下部葉片黃化4片以上或假莖基部有2塊以上葉鞘開裂，裂縫大于10 cm，判斷為發(fā)病[15]。發(fā)病率(%)=(發(fā)病植株數(shù)/調(diào)查總株數(shù))×100。

1.2 根結(jié)線蟲為害病情指數(shù)調(diào)查

標(biāo)記套袋期的香蕉植株，在根際周圍東南西北4個(gè)方向，挖取根系100 g，調(diào)查根結(jié)線蟲為害情況并計(jì)算病情指數(shù)。根結(jié)線蟲為害程度的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)為0級(jí)，根系完整，無(wú)根結(jié)；1級(jí)，少量根結(jié)，占根系量的25%以下；3級(jí)，根結(jié)數(shù)量中等，占根系量的26%～50%；5級(jí)，根結(jié)數(shù)量較多，占根系量的51%～75%；7級(jí)，根結(jié)特多且較大，占根系量的76%～100%[4]。病情指數(shù)=∑(各級(jí)病株數(shù)×相對(duì)級(jí)數(shù)值)/(調(diào)查總株數(shù)×7)×100

1.3 不同蕉園的根結(jié)線蟲病情指數(shù)和枯萎病發(fā)病率調(diào)查

在云南省香蕉主產(chǎn)區(qū)的河口縣、金平縣和元陽(yáng)縣選取香蕉園20個(gè)，每個(gè)園選取5個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)2株，參照方法1.2調(diào)查根結(jié)線蟲病情指數(shù)。同時(shí)，在調(diào)查根結(jié)線蟲的區(qū)域選擇3個(gè)點(diǎn)，每點(diǎn)香蕉200株，參照1.1的方法調(diào)查枯萎病發(fā)病率。

1.4 不同香蕉品種根結(jié)線蟲病情指數(shù)和枯萎病發(fā)病率調(diào)查

在香蕉套袋期，選擇高抗枯萎病野生種“Pahang”(引自國(guó)際生物多樣性中心)，中抗枯萎病品種“南天黃”(引自廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所)和“云蕉1號(hào)”(本研究團(tuán)隊(duì)自選品種)，以及枯萎病感病品種“巴西蕉”和“桂蕉6號(hào)”(引自廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所)，在供試品種的3個(gè)重復(fù)種植小區(qū)中調(diào)查統(tǒng)計(jì)枯萎病發(fā)病率，每重復(fù)選擇10株，按1.2的方法調(diào)查根結(jié)線蟲病情指數(shù)。

1.5 香蕉不同生育期根結(jié)線蟲病情指數(shù)和枯萎病發(fā)病率調(diào)查

選擇“Pahang”“南天黃”“巴西蕉”3個(gè)品種，分別在苗期(移栽后3個(gè)月)、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期(移栽后5個(gè)月)、孕蕾期(移栽后8個(gè)月)和套袋期(移栽后11個(gè)月)進(jìn)行調(diào)查，每個(gè)品種的3個(gè)重復(fù)小區(qū)調(diào)查統(tǒng)計(jì)枯萎病發(fā)病率，每重復(fù)選擇10株，按1.2的方法調(diào)查根結(jié)線蟲病情指數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同香蕉園根結(jié)線蟲病情指數(shù)和枯萎病發(fā)病率

試驗(yàn)結(jié)果看出，在調(diào)查香蕉園中，枯萎病發(fā)病率最高的為35.8%，最低的為2.5%；而根結(jié)線蟲病情指數(shù)最高為45.7，最低為7.1。枯萎病發(fā)病率與根結(jié)線蟲病情指數(shù)的相關(guān)系數(shù)方程為y=1.128 9x+4.937 9，相關(guān)系數(shù)R2=0.806 5(見圖1)。

圖1 云南省香蕉園枯萎病發(fā)病率與根結(jié)線蟲為害的相關(guān)性

2.2 不同香蕉品種根結(jié)線蟲病情指數(shù)和枯萎病發(fā)病率

試驗(yàn)結(jié)果看出，定植后第9個(gè)月，供試品種植株枯萎病發(fā)病率以感病品種“巴西蕉”最高，為61.8%；高抗品種“Pahang”的發(fā)病率最低，為0，未發(fā)現(xiàn)發(fā)病植株；“桂蕉6號(hào)”“云蕉1號(hào)”“ 南天黃”的枯萎病發(fā)病率分別為49.5%、41.9%、22.9%。根結(jié)線蟲病情指數(shù)以“巴西蕉”最高，為30.0；“Pahang”最低，為2.4；“桂蕉6號(hào)”“云蕉1號(hào)”“ 南天黃”的根結(jié)線蟲病情指數(shù)分別為28.1、24.8、22.4?？菸“l(fā)病率與根結(jié)線蟲病情指數(shù)的相關(guān)系數(shù)方程為y=0.029 8x+0.456 6，相關(guān)系數(shù)R2=0.852 4(見圖2)。

圖2 不同品種香蕉枯萎病發(fā)病率與根結(jié)線蟲為害的相關(guān)性

2.3 香蕉不同生育期的根結(jié)線蟲病情指數(shù)和枯萎病發(fā)病率

試驗(yàn)結(jié)果看出，大田種植“巴西蕉”和“南天黃”后，苗期未發(fā)生枯萎??；但隨著生育期往后，發(fā)病率逐漸升高，特別是孕蕾期至套袋期，發(fā)病率明顯增加；套袋期發(fā)病率達(dá)最高，“巴西蕉”和“南天黃”分別為45.6%和21.3%，分別是孕蕾期的2.9和2.5倍?！癙ahang”整個(gè)生育期未發(fā)生枯萎病。3個(gè)品種在苗期開始發(fā)現(xiàn)根結(jié)線蟲為害，病情指數(shù)都低于3.0；隨著生育期往后，為害逐漸加重，套袋期“巴西蕉”“南天黃” “Pahang”的病情指數(shù)分別為30.0、28.6和5.7，其中營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)期到孕蕾期，病情指數(shù)增加較為明顯。“Pahang”的根結(jié)線蟲病情指數(shù)在苗期后顯著低于其他兩個(gè)品種；同時(shí)未發(fā)生枯萎病。各個(gè)生育期“南天黃”根結(jié)線蟲病情指數(shù)與“巴西蕉”差異不顯著，而枯萎病發(fā)病率顯著低于“巴西蕉”(見表1)。

表1 巴西蕉等3個(gè)香蕉品種不同生育期根結(jié)線蟲病情指數(shù)和枯萎病發(fā)病率比較

3 結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，根結(jié)線蟲病情指數(shù)越高的香蕉園，其枯萎病發(fā)病率也越高；枯萎病抗性越高的品種，其根結(jié)線蟲病情指數(shù)也越低；根結(jié)線蟲病情指數(shù)最高的生育期，其枯萎病發(fā)病率也最高；香蕉大田生產(chǎn)中枯萎病發(fā)病率與根結(jié)線蟲病情指數(shù)有一定相關(guān)性。符美英等[13]和馬冉等[14]開展的溫室盆栽試驗(yàn)結(jié)果也表明，根結(jié)線蟲和尖孢鐮刀菌4號(hào)生理小種同時(shí)復(fù)合侵染時(shí)，枯萎病病情指數(shù)較單一病原菌侵染時(shí)高。有報(bào)道抗枯萎病品種在根結(jié)線蟲侵染下，其對(duì)枯萎病的抗性可能會(huì)降低或喪失[9-11]。本試驗(yàn)中，抗枯萎病野生種“Pahang”的根結(jié)線蟲病情指數(shù)較低，同時(shí)枯萎病未發(fā)生，這是由于田間根結(jié)線蟲種群密度不夠高，對(duì)根系影響不大，還是由于“Pahang”對(duì)枯萎病菌抗性很高，有待進(jìn)一步研究。在孕蕾期后，香蕉感病和抗病品種的枯萎病發(fā)病率明顯增加，這是由于根結(jié)線蟲為害加重，還是由于植株自身抵抗力降低，導(dǎo)致發(fā)病率提高，有待于進(jìn)一步研究。

通常認(rèn)為根結(jié)線蟲對(duì)寄主的影響有3方面：(1)造成傷口。根結(jié)線蟲為害，根表會(huì)形成傷口，而傷口是病原菌侵入寄主的理想途徑之一[6]。(2)誘導(dǎo)寄主生理生化變化。根結(jié)線蟲取食、侵入和在根系中生長(zhǎng)發(fā)育，導(dǎo)致寄主根系內(nèi)的過氧化酶、酚類、糖、可溶性蛋白、游離氨基酸、核苷酸等發(fā)生變化[9-12]。同時(shí)，內(nèi)源植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，如赤霉素( GA) 、吲哚乙酸( IAA) 和茉莉酸甲酯( JA -Me)等也會(huì)發(fā)生變化[10，12]。這些變化會(huì)影響枯萎病菌的侵入。(3)誘導(dǎo)根系分泌物改變。傷口改變細(xì)胞滲透壓，加之寄主生理生化的變化，導(dǎo)致根系分泌物發(fā)生改變；根系分泌物是影響根際環(huán)境的重要因素[16-17]。因此，根結(jié)線蟲為害打破了寄主對(duì)枯萎病菌的防御體系，還是創(chuàng)造了有利于枯萎病菌侵入、生長(zhǎng)和定殖的環(huán)境，從而影響枯萎病發(fā)生，具體機(jī)理有待研究。

根結(jié)線蟲與香蕉枯萎病菌的復(fù)合侵染已受到越來越多的關(guān)注。探明根結(jié)線蟲與香蕉枯萎病發(fā)生的關(guān)系，對(duì)香蕉枯萎病的防控具有現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。本結(jié)果表明，根結(jié)線蟲為害與香蕉枯萎病發(fā)病率有相關(guān)性。因此生產(chǎn)實(shí)踐中，防控根結(jié)線蟲可以一定程度上降低香蕉枯萎病發(fā)病率。