柑橘潰瘍病綜合防控技術(shù)研究進(jìn)展

王曉宇，彭埃天，宋曉兵，黃 峰，崔一平

（廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/廣東省植物保護(hù)新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640）

0 引言

柑橘(Citrus)屬蕓香科(Rutaceae)，是全球最大宗的水果作物，在中國已有4000多年的種植歷史，近年來國內(nèi)柑橘產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，種植面積不斷增加。隨著柑橘產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，柑橘病蟲害給柑橘產(chǎn)業(yè)帶來的危害不容忽視。柑橘潰瘍病(citrus bacterial canker disease)是柑橘上危害最為嚴(yán)重的細(xì)菌性病害之一，是一種世界性的柑橘病害，對柑橘的生產(chǎn)造成了嚴(yán)重的損失[1]。柑橘潰瘍病因其危害嚴(yán)重、易于傳播且防治困難，已被30多余個(gè)國家和地區(qū)列為檢疫性病害。柑橘潰瘍病于1912年在美國首次報(bào)道，1919年中國首次報(bào)道柑橘潰瘍病的發(fā)生，隨后在多個(gè)省份蔓延發(fā)生，目前該病害主要分布在廣東、廣西、云南、福建、湖南、湖北、江西、浙江等地區(qū)[2-3]。

目前，柑橘潰瘍病尚無根治方法[4]。國外防治該病害曾經(jīng)主要采取徹底挖除的方式，但該方法已逐漸停止使用，只在遠(yuǎn)離發(fā)病區(qū)且發(fā)病植株較少的情況下使用[5-6]，目前主要采取種植抗病品種、種植防風(fēng)林、使用殺菌劑、防控潛葉蛾的發(fā)生及使用系統(tǒng)抗性誘導(dǎo)劑等措施[7]。國內(nèi)防治柑橘潰瘍病主要采取預(yù)防為主、綜合防治的策略[8]，對非疫區(qū)采取嚴(yán)格的檢疫措施，嚴(yán)防柑橘潰瘍病的傳入；在疫區(qū)采取栽培措施與化學(xué)防治相結(jié)合的方法，盡可能減少柑橘潰瘍病造成的經(jīng)濟(jì)損失。筆者主要從柑橘潰瘍病的病原以及柑橘抗病機(jī)制等方面對柑橘潰瘍病進(jìn)行概述，并從檢驗(yàn)檢疫措施、抗病品種選育、生物防治、化學(xué)防治、植物源農(nóng)藥及病蟲草綜合防治等方面對柑橘潰瘍病的防治方法進(jìn)行總結(jié)，以期為柑橘潰瘍病的防治提供借鑒。

1 柑橘潰瘍病病原

柑橘潰瘍病的病原菌有3個(gè)不同的亞種，分別為柑橘黃單胞桿菌柑橘亞種(Xanthomonas citrisubsp.citri，Xcc)、棕 色 黃 單 胞 萊 檬 亞 種 (X.citrisubsp.aurantifolii，Xau)和苜蓿黃單胞枳柚亞種(X.alfalfaesubsp.citrumelonis，Xacm)，Xcc又分為A、A*和Aw3個(gè)致病型[9-10]。國內(nèi)柑橘潰瘍病的病原菌主要為A型的Xcc[8]。Xcc屬變形菌門(Proteobacteria)變形菌綱(Gammaproteobacteria)黃單胞菌目(Xanthomonadales)黃單胞菌科(Xanthomonadaceae)，革蘭氏陰性菌，菌體呈短桿狀，無芽孢有莢膜[11]。

Xcc的毒力因子有VacJ、XacGST、gpd1、胞外蛋白水解酶等。研究表明，缺失VacJ基因會使Xcc難以形成生物膜，生長緩慢，對植物的毒性降低[12]；由Xac3819基因編碼的XacGST，可以通過催化谷胱甘肽與毒素結(jié)合，將有毒物質(zhì)排出體外，增強(qiáng)Xcc的抗性[13]；gpd1基因編碼甘油-3-磷酸脫氫酶，缺失該基因，會使Xcc菌株的毒力下降，且會降低Xcc菌株在營養(yǎng)缺乏環(huán)境下的生長能力[14]；缺失胞外蛋白水解酶基因同樣會使Xcc菌株形成生物膜的能力下降，致病力降低[15]。Xcc毒力因子的研究，為病原菌與寄主的互作研究及病原菌的侵染傳播研究提供了重要依據(jù)。

2 抗病機(jī)制

Xcc主要從傷口、氣孔和皮孔等處侵入植物葉片，葉片的氣孔密度、顯微結(jié)構(gòu)等對病原菌的侵入有影響[16]。張戈壁等[17]的研究表明，臍橙品種對柑橘潰瘍病的抗性與葉片氣孔密度和海綿組織厚度有關(guān)，與葉片氣孔的長度、寬度、柵欄組織厚度、細(xì)胞層數(shù)無關(guān)。潘貞珍等[18]的研究結(jié)果表明，柑橘葉片的氣孔密度、氣孔面積與柑橘潰瘍病的抗性呈負(fù)相關(guān)，葉片厚度、柵欄組織厚度、海綿組織厚度、上下表皮厚度、蠟質(zhì)含量等指標(biāo)與柑橘潰瘍病的抗性呈極正相關(guān)。María等[19]的研究表明，與感病品種相比，抗病品種的嫩葉上的蠟質(zhì)層會更厚，感病率較低。葉片氣孔的密度和蠟質(zhì)層厚度與抗性有關(guān)，但其他葉片結(jié)構(gòu)與抗性的關(guān)系還需進(jìn)一步研究，在選育抗病品種時(shí)，可將葉片氣孔密度和蠟質(zhì)層厚度作為參考指標(biāo)。

隨著現(xiàn)代分子生物技術(shù)的發(fā)展，植物在分子水平上的抗病機(jī)制得到越來越多的關(guān)注，抗病基因的研究成為新的研究熱點(diǎn)。過氧化物酶相關(guān)基因是目前研究較多的柑橘抗?jié)儾』蛑籟20-21]。祁靜靜等[22]對過氧化氫酶基因CsKat01與柑橘潰瘍病的相關(guān)性進(jìn)行了分析，推測CsKat01基因可能通過調(diào)控CAT酶活改變H2O2含量，進(jìn)而影響柑橘對潰瘍病的抗性。有研究表明，通過調(diào)控植物基因表達(dá)，進(jìn)而調(diào)控植物激素的動態(tài)平衡，可以影響植物的抗病性。鄒修平、李強(qiáng)等[23-24]通過超量表達(dá)CsGH3.6和CsNBS-LRR基因，調(diào)控柑橘體內(nèi)水楊酸和茉莉酸的動態(tài)平衡，一定程度上增強(qiáng)了植株抗性。此外，柑橘抗?jié)儾』蛟趥?cè)生器官邊界域(LBD)、促分裂原活化蛋白激酶(MAPK)、毒素排出轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(MATE)、ATP結(jié)合盒(ABC)、主要協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白超家族(MFS)等相關(guān)基因上也有研究[25-27]。這些抗性基因的發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用為之后的抗病育種提供了更多的思路與依據(jù)。

3 防控技術(shù)

3.1 檢驗(yàn)檢疫

加強(qiáng)對柑橘潰瘍病的檢驗(yàn)檢疫，是控制該病害蔓延的重要措施之一。用于該病害檢疫的方法主要有生物學(xué)檢測法、噬菌體檢測法、酶聯(lián)免疫檢測法、核酸雜交技術(shù)、DNA指紋圖譜分析、PCR檢測方法、環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增(LAMP)檢測法等。

相較于傳統(tǒng)方法，PCR檢測方法具有靈敏、快速、便捷的優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最廣泛的檢測方法。熊書等[28]將疊氮溴化乙錠(EMA)與PCR技術(shù)結(jié)合起來，利用EMA的選擇滲透性，降低了檢測結(jié)果假陽性的概率。顧淵等[29]根據(jù)柑橘潰瘍病病原菌基因組中一段保守序列設(shè)計(jì)LAMP引物，建立了柑橘潰瘍病菌的LAMP檢測方法，該檢測方法僅需通過觀察顏色變化就可檢測是否有柑橘潰瘍病的發(fā)生。相較于PCR檢測方法，環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增檢測法的操作更為簡潔，且對試驗(yàn)室的要求更低，更適合在基層推廣使用。

3.2 抗病品種

不同柑橘品類對柑橘潰瘍病的抗性存在差異。酸橙和甜橙感病最重，檸檬、柚、葡萄柚感病次之，金桔類抗病性最強(qiáng)[30]。同一柑橘品類的不同品種對柑橘潰瘍病的抗性也存在差異。呂樹萍等[31]對臍橙的不同品種對柑橘潰瘍病的抗性進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，‘紐荷爾’臍橙發(fā)病較重，‘華盛頓’臍橙發(fā)病較輕，以枳橙做砧木的植株發(fā)病較輕。在柑橘潰瘍病的病區(qū)，可以通過種植相對抗病的品種，或選擇抗病效果較好的砧木，減輕柑橘潰瘍病的發(fā)病。

抗病基因的發(fā)現(xiàn)與研究，為分子植物育種提供了新的思路。前文提到，可以通過調(diào)控基因的表達(dá)提高植株的抗性，還可以通過轉(zhuǎn)外源抗病基因來提高植株抗性。Omar等[32]通過原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化技術(shù)構(gòu)建了含有水稻抗黃單胞菌基因Xa21的柑橘植株，獲得了10個(gè)轉(zhuǎn)基因品系，并對這10個(gè)品系的抗病性進(jìn)行了鑒定，結(jié)果表明，這10個(gè)轉(zhuǎn)基因品系的抗病性均有提升。Conti等[33]將Snakin-1基因轉(zhuǎn)入柑橘中，并對5個(gè)不同的轉(zhuǎn)基因株系進(jìn)行了抗性測定，結(jié)果表明，在這5個(gè)轉(zhuǎn)基因株系中柑橘潰瘍病的發(fā)生明顯減輕。這些抗性品種的研究為長期控制柑橘潰瘍病的發(fā)生提供了可能。

3.3 化學(xué)防治

在國內(nèi)的柑橘潰瘍病區(qū)以栽培措施和藥劑防治相結(jié)合的綜合防治方法來減輕該病害的危害，但目前的防治措施主要以化學(xué)防治為主，化學(xué)防治是使用最多和最廣的一種方式。使用的防治藥劑主要包括銅制劑、農(nóng)用抗生素、噻唑類和微生物制劑等[34-36]。銅制劑是防治柑橘潰瘍病的首選藥劑，但長時(shí)間使用銅制劑帶來的環(huán)境問題已不容忽視。為了減輕使用銅制劑對環(huán)境的影響，F(xiàn)ranklin等[37]研究了每立方米樹冠銅制劑的使用量，結(jié)果表明，每立方米樹冠使用40 mL的水，銅制劑濃度達(dá)到36.8 mg/m3對柑橘潰瘍病就可以有較好的防效。合理減少銅制劑的使用量，不僅可以減少對環(huán)境的污染，還可以降低生產(chǎn)成本，增加農(nóng)戶收益。

隨著農(nóng)用鏈霉素的禁用與病原菌對銅制劑的抗性增強(qiáng)，替代藥劑的研發(fā)與使用已刻不容緩。宋曉兵等[38]研究了新型復(fù)配藥劑25%春雷霉素·葉枯唑?qū)Ω涕贊儾〉姆乐涡Ч?，結(jié)果表明，25%春雷霉素·葉枯唑?qū)Ω涕贊儾〉奶镩g防效可達(dá)到80%以上。Luana等[39]研究了甲氧基查爾酮(BC1)和羥基查爾酮(T9A)對Xcc的抑制效果，結(jié)果表明，BC1和T9A在20～40μg/mL范圍內(nèi)能有效抑制該菌的生長。Flávia等[40]研究了2種系統(tǒng)獲得抗性(SAR)誘導(dǎo)劑—苯并噻二唑和噻蟲嗪對柑橘潰瘍病的防治效果，結(jié)果表明，通過土壤施用苯并噻二唑和噻蟲嗪可以較好地控制病害的發(fā)生。銅制劑的合理使用及替代藥劑的研發(fā)與利用，為柑橘潰瘍病的防治提供了更多的可能。

3.4 生物防治

長期使用化學(xué)藥劑，不僅會導(dǎo)致當(dāng)?shù)氐牟≡a(chǎn)生抗藥性，而且農(nóng)藥的殘留對人體健康及生態(tài)環(huán)境都有不利影響。生物防治具有安全、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)，近年來受到越來越多的關(guān)注。Islam等[41]從植物中分離到了134株內(nèi)生細(xì)菌，并使用3株野生型和6株具有鏈霉素抗性的Xcc菌株進(jìn)行了抗性篩選，從中篩選出來2株明顯抑制Xcc生長的菌株，經(jīng)鑒定確定其均為蘇云金芽孢桿菌。內(nèi)生真菌對柑橘潰瘍病同樣具有抑制效果。顏楨靈等[42]通過組織分離培養(yǎng)法，從柑橘抗病品種的健康植株的不同組織中分離純化得到了72株內(nèi)生真菌，測定了其中30株內(nèi)生真菌對Xcc的抑菌活性，發(fā)現(xiàn)29株內(nèi)生真菌表現(xiàn)出不同程度抑制活性，抗病品種內(nèi)生真菌的發(fā)酵提取物普遍對Xcc具有抑制作用。

除內(nèi)生細(xì)菌與內(nèi)生真菌外，用于防治昆蟲的生防菌、菌根真菌及根際細(xì)菌對柑橘潰瘍病的防治同樣具有較好的防治效果。喜昆蟲假單胞菌(Pseudomonas entomophila)可以在自然條件下侵染殺死昆蟲，Villamizar等[43]的研究表明，喜昆蟲假單胞菌不僅可以殺死昆蟲，對Xcc也有較好的抑制效果。Xie等[44]研究了菌根真菌對柑橘潰瘍病的防治效果，結(jié)果表明，預(yù)先接種菌根真菌的柑橘對潰瘍病的抗性明顯增強(qiáng)。Riera等[45]研究了根際細(xì)菌對植株抗性的影響，結(jié)果表明，Burkholderia territorii、B.metallica和Pseudomonas geniculata菌株可以誘導(dǎo)柑橘植株產(chǎn)生系統(tǒng)防御反應(yīng)，增強(qiáng)植株對柑橘潰瘍病的抗性。蟲源生防菌、菌根真菌和根際細(xì)菌的研究為后續(xù)生防菌的篩選提供了更多的思路。

3.5 植物源殺菌劑

植物源農(nóng)藥是源自植物體的農(nóng)藥，是利用植物次生代謝產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)作為殺蟲、殺菌以及除草等農(nóng)用生物活性的化學(xué)品，具有生物活性高、選擇性強(qiáng)以及對非靶標(biāo)生物安全等優(yōu)勢，且低毒、易降解、不易產(chǎn)生抗藥性[46]。用于殺菌的植物源農(nóng)藥又稱為植物源殺菌劑。

Vallejo等[47]研究了葡萄渣提取物對Xcc的抑制效果，結(jié)果表明，預(yù)防性地施用1000μg/mL的葡萄渣提取物對柑橘潰瘍病有較好的防效。廖石榴等[48]研究了莧菜乙酸乙酯提取物對Xcc的抑菌活性，結(jié)果表明，莧菜乙酸乙酯提取物對Xcc存在抑制效果。岑銘松等[49]研究3種濃度的殼聚糖對柑橘潰瘍病病原菌的抑菌效果，結(jié)果表明，粘度12的殼聚糖對Xcc的抑菌效果最好，具有防治柑橘潰瘍病的潛力。楊楓等[50]研究了外源亞精胺對甜橙潰瘍病的影響，結(jié)果表明，施用外源多胺能減少甜橙潰瘍病的發(fā)生，多胺有助于提高植株對柑橘潰瘍病的抗性。植物源殺菌劑有防治柑橘潰瘍病的潛力，值得繼續(xù)深入開發(fā)。

3.6 病蟲草綜合防治

早在1953年劉秀瓊[51]就提出柑橘經(jīng)潛葉蛾幼蟲為害后，易發(fā)生潰瘍病的觀點(diǎn)。易繼平等[52]對柑橘潛葉蛾對柑橘潰瘍病的影響方式和為害途徑進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，柑橘潰瘍病會隨柑橘潛葉蛾的蟲隧道擴(kuò)散傳播，在柑橘潛葉蛾高發(fā)期，柑橘潰瘍病病斑多表現(xiàn)為粉末狀，且柑橘潰瘍病和柑橘潛葉蛾在消長動態(tài)上存在年度間和年度內(nèi)的同步性。果園雜草對柑橘潰瘍病的發(fā)生同樣存在影響，Zohreh等[53]研究了Xcc菌株對莧菜、苜蓿、高粱、黑麥草、蒼耳、馬齒莧、車前草、藜等8種常見柑橘雜草的侵染能力，結(jié)果表明，除馬齒莧外，Xcc菌株在其他植株上均可以繁殖，雜草治理是防治柑橘潰瘍病的重要措施。綜上，柑橘潛葉蛾的蟲口數(shù)量及果園雜草影響柑橘潰瘍病的發(fā)生流行情況，控制柑橘潛葉蛾的數(shù)量、及時(shí)清除果園雜草對防治柑橘潰瘍病具有一定的控制效果。

4 展望

近年來，柑橘潰瘍病已成為國內(nèi)柑橘產(chǎn)區(qū)的主要病害，主要為害甜橙、沃柑、貢柑、沙田柚等，從零星發(fā)生到普遍暴發(fā)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失?；瘜W(xué)防治是目前防控柑橘潰瘍病最直接最廣泛的方法，多年來依賴銅制劑及農(nóng)用抗生素，導(dǎo)致病原菌的抗藥性逐年增加，尋找替代藥劑以及減量使用化學(xué)藥劑迫在眉睫。柑橘潰瘍病的防治需要遵循“預(yù)防為主、綜合防治”的策略，加強(qiáng)多方面的系統(tǒng)性研究和技術(shù)推廣應(yīng)用：（1）開發(fā)高靈敏性檢測方法，如建立基于熒光定量PCR、數(shù)字PCR技術(shù)的檢測方法，開展柑橘苗木的早期檢測，從源頭控制病害傳播；（2）精準(zhǔn)施藥和早期預(yù)防，在病害關(guān)鍵時(shí)期用藥，基于柑橘潰瘍病的發(fā)生流行規(guī)律，在春梢萌芽期、幼果期、夏秋梢抽梢期及時(shí)施藥，臺風(fēng)雨前后應(yīng)及時(shí)噴藥，保護(hù)柑橘幼果及嫩梢；（3）農(nóng)藥減量和藥劑篩選，加強(qiáng)藥劑選擇，避免長期使用同一種農(nóng)藥，不同類型的藥劑交替、輪換使用，以減少抗藥性和害螨的發(fā)生；（4）加強(qiáng)抗病育種研究，利用抗性種質(zhì)挖掘抗病基因，通過基因工程技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)抗病種質(zhì)的繁育；（5）開展病害預(yù)測預(yù)報(bào)，基于柑橘潰瘍病發(fā)生情況的廣泛調(diào)查和氣象資料分析，建立病害早期發(fā)生的預(yù)測預(yù)警機(jī)制，為柑橘潰瘍病的綜合治理提供技術(shù)支撐。