大白菜抗根腫病研究進(jìn)展

韓雪梅，翟炳仁，牛巧菊

（1 山東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心數(shù)字農(nóng)業(yè)部，山東濟(jì)南 250100；2 山東省東明縣農(nóng)業(yè)農(nóng)村局 250013）

1 大白菜根腫病的為害

十字花科蔬菜根腫病是一種危險(xiǎn)性土傳病害，最早1737 年發(fā)現(xiàn)于英國(guó)地中海西岸，現(xiàn)在歐洲、北美、日本及中國(guó)廣泛發(fā)生[1]。根腫病由蕓薹根腫菌引起，是發(fā)生在十字花科作物上的重要植物病害。根腫病為害十字花科蔬菜、作物、雜草等，是世界范圍內(nèi)的毀滅性土傳植物病害，可造成嚴(yán)重減產(chǎn)20%～90%。蕓薹根腫菌休眠孢子在沒有感病寄主植物的土壤中，可存活20 多年[2]。帶菌土壤是白菜根腫病的主要侵染源，白菜在整個(gè)生育期都可感病。近年來，我國(guó)白菜根腫病發(fā)生面積逐年擴(kuò)大，蔓延較快而廣。白菜根腫病在我國(guó)西南等地的發(fā)生面積已超過種植面積的65%，嚴(yán)重的田塊造成的經(jīng)濟(jì)損失可超過50%，影響了大白菜的生產(chǎn)[3]。

2 大白菜根腫病的防治

目前，大白菜根腫病的防治主要有農(nóng)業(yè)防治、化學(xué)防治、生物防治3 個(gè)方面。

2.1 農(nóng)業(yè)防治

主要從品種選擇和栽培管理方面合理安排，預(yù)防或減輕病害的發(fā)生。選用抗病品種，適當(dāng)推遲1 周左右的播種期。根腫病在酸性土壤中更容易發(fā)病，可采用播前7～10d 增施石灰的方式改良土壤酸堿度，以降低根腫病的發(fā)病率。注意與非十字花科作物如玉米、豆類、水稻等進(jìn)行3 年以上的輪作。合理整地、深溝高畦。小水勤澆，建議采用滴灌的方式澆水，避免大水漫灌。在施肥方面，可先用腐熟后的農(nóng)家肥施做底肥，播種后和三葉期、六葉期再分別施用1%石灰水澆塘、澆根，這樣能夠有效地控制根腫病的為害[4]。另外，也可通過及時(shí)清除病殘?bào)w、夏季曬壟等方式，減少土壤中病菌含量，減輕病害的發(fā)生。

2.2 化學(xué)防治

化學(xué)防治主要包括種子處理、苗床消毒和大田藥劑防治。對(duì)于病區(qū)植株的種子，在播種之前先用溫水（55℃）浸種15min，再用氰霜唑懸浮劑（10%）2000～3000 倍液浸種10min 對(duì)種子進(jìn)行消毒處理。如果是育苗移栽，播種前10d，可用氟啶胺懸浮劑（50%）2000 倍液對(duì)苗床土壤進(jìn)行預(yù)處理[5]，或使用氰霜唑懸浮劑（10%）1500～2000 倍液對(duì)苗床土壤進(jìn)行消毒。大田防治常用的化學(xué)藥劑包括：58%甲霜靈錳鋅、75%百菌清[6]，5%消腫靈顆粒劑、科佳[7]，苯菌靈、甲基硫菌靈和N F48[8]，50%多菌靈+25%甲霜·霜霉威或70%敵磺鈉[9]，50%氟啶胺懸浮液（1g/mL）[10]，50%氟啶胺、10%氰霜唑[11-12]等。

2.3 生物防治

生物防治主要指利用有益微生物來影響或抑制根腫病的發(fā)生和發(fā)展的方法。如利用根部?jī)?nèi)生菌[13-14]、根莖點(diǎn)霉JCM9972[15]、木霉[16]、放線菌[17-19]、枯草芽孢桿菌[20-21]等。楊成剛[22]從白菜根際土壤中篩選到12 株促生菌，其中有3 株對(duì)白菜根腫病防治效果最佳，防效在60%左右。參加試驗(yàn)的白菜使用菌株處理后，地上植株鮮重都能提高，其中B.amyloliquefaciens AN.05 處理下植株增產(chǎn)高達(dá)85.72%。另外，張鉉哲等[23]發(fā)現(xiàn)，采用具有鈣離子為主成分的蛋殼粉末和土壤混合處理能有效防治白菜根腫病，蛋殼粉末和土壤1∶5 的比例效果最佳，防治效果可達(dá)64.2%。生物防治不但方法多，而且安全、環(huán)保、不易產(chǎn)生抗藥性，其優(yōu)勢(shì)遠(yuǎn)超農(nóng)藥等防治方法。但是，微生物種類繁多，現(xiàn)在僅集中對(duì)少數(shù)幾種有益微生物進(jìn)行研究，資源利用和發(fā)掘還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。曹易丹等[24]研究發(fā)現(xiàn)，大蒜浸提液對(duì)青梗菜根腫病有一定的防治效果。王勝等[25]研究，認(rèn)為蚯蚓糞能降低土壤酸性，提高土壤有機(jī)質(zhì)含量，對(duì)油菜根腫病的防效達(dá)56.3%～61.4%。使用大蒜浸提液和蚯蚓糞這些方法也可以在白菜上試用。

3 根腫病接種鑒定方法研究

隨著國(guó)內(nèi)外根腫病發(fā)病面積越來越大，病情也越來越嚴(yán)重，對(duì)大白菜根腫病的抗病研究顯得越來越重要。包括根腫病的防治、生理小種鑒定、抗性遺傳及抗病育種研究。這些研究都離不開對(duì)根腫病的抗性調(diào)查，如何建立大白菜根腫病快速、精準(zhǔn)鑒定方法，也有一些相關(guān)的研究。常用的根腫病接種方法主要有注射法、蘸根法、菌土法和插入法等。丁云花[26]認(rèn)為注射法簡(jiǎn)便易行且效果好。Willams[27]認(rèn)為蘸根法最好。黃蓉[28-29]將菌土法分為4 種，分別是普通菌土法、密封菌土法、浸種+菌土法、浸種+密封菌土法，研究表明，最佳的接種方法是浸種法與密封菌土法復(fù)合接種法，此方法發(fā)病率和病情指數(shù)高；密封菌土法接種優(yōu)于普通菌土法；浸種法接種效果最差。趙艷艷等[30]比較了菌土法、注射法、浸種法、蘸根法、浸根法5 種方法的接種效果，結(jié)果表明，菌土法、注射法、浸種法發(fā)病慢，浪費(fèi)菌液，發(fā)病不均；浸根法雖然發(fā)病快但容易造成死苗；最佳的接種方法為蘸根法，方便快捷，節(jié)省菌液，用時(shí)短，效果好，發(fā)病快。最佳接種孢子濃度為1.5×108/mL。基質(zhì)pH 值為5.5 時(shí)發(fā)病最嚴(yán)重。王迎君[31]改良了土壤接菌的鑒定方法，采用陶粒、沙子、珍珠巖為1∶1∶1 配方的育苗袋栽培方式，比較了注射法、浸根法、浸芽法和菌土法4 種方法的效果，發(fā)現(xiàn)注射法效果最好。陳群航等[32]對(duì)菌土法、注射法、浸芽法、蘸根法和插入法5 種人工接種抗性鑒定方法的效果進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)插入法效果最好。高瑩瑩等[33]比較了3 種接種方法對(duì)易感植株發(fā)病程度的影響，發(fā)病程度為插入法＞蘸根法＞注射法，病情指數(shù)依次遞減。張紅等[34]比較了5 種接種方法（菌土法、密封菌土法、蘸根法、注射法、浸種法）的接種效果，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，菌土法與其他接種方法相比效果更好、更穩(wěn)定，浸種法效果最差?？讘椀系萚35]的研究結(jié)果表明，大白菜根腫病最佳病菌活化基質(zhì)為全草炭，最佳病菌活化時(shí)間為10d，移植后34d 調(diào)查發(fā)病最重。葉蕾[36]、朱麗紅等[37]、毛立霞[38]和趙艷艷等[39]分別研究了根毛浸染快速鑒定大白菜根腫病的方法，可在接種后15d 內(nèi)鑒定根腫病的抗性情況。

4 大白菜抗根腫病品種選育的方法及研究進(jìn)展

大白菜根腫病已成為嚴(yán)重制約全國(guó)大白菜栽培的重要病害之一，農(nóng)業(yè)防治和農(nóng)藥防治尚不能有效地防治根腫病的為害，對(duì)病害發(fā)生較為普遍的地區(qū)，選用大白菜抗病品種是最為有效和可行的方法。多年來，國(guó)內(nèi)外對(duì)根腫病的抗病品種選育工作有了突破性的進(jìn)展和發(fā)現(xiàn)。1997 年，Bradshaw 等通過四倍體雜交法選育了抗根腫病的蕪菁和甘藍(lán)品種。2000 年，Manzanares-Dauleu-等以歐洲飼用蘿卜作為抗源，育成了抗根腫病大白菜品種。張敬文等[40]用08-5-1 和07-8-9 兩個(gè)自交不親和系雜交成一代雜種CR589 抗根腫病大白菜,該品種外形美觀、豐產(chǎn)性好。2008-2010 年，在全國(guó)多地通過對(duì)CR589 進(jìn)行春、夏、早秋3季多點(diǎn)抗性試驗(yàn)，CR589 均表現(xiàn)為抗根腫病，同時(shí)兼抗病毒病和軟腐病。張騰等[41]以攜帶抗根腫病基因CRb的大白菜‘CR Shinki DH’系作為供體親本，大白菜自交系‘91-12B’作為輪回親本，雜交選育出7 個(gè)攜帶CRb 基因的抗根腫病近等基因系。通過對(duì)CRb 基因所在大白菜A3 染色體的分子標(biāo)記檢測(cè)和抗病性鑒定，篩選出抗根腫病、帶有供體親本最短染色體片段的3個(gè)近等基因系B1S1、B2S2 和B3S1。所選育的近等基因系不僅能應(yīng)用于育種實(shí)踐，也為通過轉(zhuǎn)錄組分析研究根腫病的抗病機(jī)理提供了材料。孫朝輝等[42]認(rèn)為，Crr3 基因研究建立了基于PCR 擴(kuò)增的快速檢測(cè)方法，鑒定大白菜中Crr3 基因的有無和純合與雜合性快速且準(zhǔn)確，在育種中可以作為便捷而有效的新方法來驗(yàn)證大白菜抗根腫病。利用該方法在24 份種質(zhì)資源中檢測(cè)到了2 份含有Crr3 基因的新種質(zhì)，為今后大白菜抗根腫病育種提供了新的抗源。

沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)樸鐘云教授主持的項(xiàng)目組，針對(duì)根腫病開展了大白菜抗根腫病基因的挖掘和利用研究，挖掘出一個(gè)大白菜抗根腫病基因CRb，通過利用分子標(biāo)記技術(shù)，結(jié)合使用極端混合池分析方法，開發(fā)出了與CRb 基因連鎖的實(shí)用新型分子標(biāo)記，并利用開發(fā)的標(biāo)記建立了大白菜分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)。通過全基因組的標(biāo)記選擇，以4 個(gè)大白菜優(yōu)良自交系為母本，進(jìn)行了CRb 基因的定向轉(zhuǎn)育，選育出‘沈農(nóng)蔬17’‘水師營(yíng)15 號(hào)’‘水師營(yíng)18’和‘連白10’4 個(gè)抗根腫病大白菜親本。選育的大白菜系列新品種園藝性狀優(yōu)良、商品性好、耐貯藏、耐運(yùn)輸，除了抗根腫病以外，還高抗病毒病。該項(xiàng)目成果獲2016 年度遼寧省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

2019 年，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院園藝作物研究所應(yīng)用生物技術(shù)與傳統(tǒng)育種方法相結(jié)合，將結(jié)球白菜抗根腫病蘿胞質(zhì)雄性不育系及其保持系的抗病基因，轉(zhuǎn)育至結(jié)球白菜娃娃菜和不結(jié)球白菜青梗菜上。通過進(jìn)行抗根腫病不育系與抗根腫病父本系的廣泛雜交，配制組合，分別以迷您黃1 號(hào)和華冠為對(duì)照，選育出了高抗根腫病的娃娃菜迷您黃2 號(hào)和青梗菜華靚1 號(hào)新品種。選育的新品種累計(jì)推廣種植733.33hm2，獲云南省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

5 總結(jié)與展望

我國(guó)大白菜根腫病發(fā)生范圍廣，為害損失大，病害生理小種多樣，防治困難，對(duì)大白菜抗根腫病的研究顯得尤為重要?，F(xiàn)階段，我國(guó)雖然在根腫病防治研究中取得了一些成果，但根腫病的為害并沒有從根本上徹底消除。對(duì)大白菜根腫病不能僅限于研究根腫病的遺傳規(guī)律，篩選合適的化學(xué)藥劑，總結(jié)根腫病防治措施。只有持續(xù)不斷地開展抗性基因研究，深入研究其作用機(jī)制，引入有效抗源基因，利用抗根腫病基因培育抗病品種，真正育成對(duì)根腫病具有廣譜抗性的品種，結(jié)合生物防治和化學(xué)防治的研究，真正做到對(duì)根腫病的有效防治。因此大白菜抗根腫病研究任重道遠(yuǎn)。