瓜類炭疽病研究進展

柯佩佩，卿東山，戴思慧，蔡雁平，孫小武

摘? ? 要：炭疽病是一種世界性葫蘆科作物的真菌病，主要危害黃瓜、西瓜、甜瓜和冬瓜等。近年來，我國瓜類蔬菜作物的設施種植面積逐年增加，炭疽病危害程度也不斷加深，嚴重影響了瓜類蔬菜的產(chǎn)量和品質(zhì)，制約了產(chǎn)業(yè)效益和瓜農(nóng)生產(chǎn)的積極性。通過對國內(nèi)外黃瓜、西瓜、甜瓜和冬瓜生產(chǎn)過程中炭疽病的發(fā)病規(guī)律、抗炭疽病種質(zhì)資源現(xiàn)狀、病原菌分子生物研究以及抗病育種等方面進行闡述和分析，為瓜類炭疽病研究提供思路，也為瓜類作物高效生產(chǎn)提供參考。

關(guān)鍵詞：瓜類作物；炭疽??；基因定位；抗性育種

中圖分類號：S642+S65 文獻標志碼：A 文章編號：1673-2871（2024）06-001-08

Research progress of melon anthracnose

KE Peipei， QING Dongshan， DAI Sihui， CAI Yanping， SUN Xiaowu

（Engineering Research Center for Horticultural Crop Germplasm Creation and New Variety Breeding， Ministry of Education/College of Horticulture， Hunan Agricultural University， Changsha 410128， Hunan， China）

Abstract： Anthracnose is a worldwide fungal disease of cucurbit crops， mainly harming cucumber， watermelon， melon and wax gourd. In recent years， the facility planting area of melon vegetable crops in China has been increased， and anthracnose damage has been worsened， seriously affecting the yield and quality of melon vegetables， and restricting the industrial benefits and the enthusiasm of melon farmers in production. The authors elaborated and analyzed melon anthracnose through the incidence pattern of anthracnose during the production of cucumber， watermelon， melon and waxgourd at home and abroad， the current status of anthracnose-resistant germplasm resources， the molecular biology research of the pathogenic bacteria and the breeding of resistance to the disease， to provide ideas for the study of anthracnose as well as references to the efficient production of melon-based crops.

Key words： Melon crop; Anthracnose; Assignment of genes; Resistance breeding

黃瓜、西瓜、甜瓜和冬瓜是世界范圍內(nèi)重要的葫蘆科園藝作物，在我國各地都有栽培[1-2]。作為人們?nèi)粘ｏ嬍持谐Ｒ姷氖卟俗魑?，這些瓜類均含有豐富的維生素和氨基酸，具有良好的營養(yǎng)、藥用和經(jīng)濟價值[3]。

但黃瓜、西瓜、甜瓜和冬瓜等瓜類作物在生產(chǎn)中受到諸多病害的侵擾，其中炭疽病是傳播最為廣泛的病害之一。1867年，意大利科學家首次在葫蘆上觀察到炭疽病[4]，后來又報道了甜瓜和西瓜炭疽病。隨后在19世紀末歐洲出現(xiàn)了多篇關(guān)于炭疽病的報道，并且在1889－1904年，美國科學家也陸續(xù)報道了西瓜、葫蘆、甜瓜上的炭疽病[5]。近年來，炭疽病在我國普遍發(fā)生，其中設施栽培和南方濕熱多雨地區(qū)尤其嚴重，給瓜類產(chǎn)業(yè)帶來巨大的損失[6]。據(jù)報道，西瓜炭疽病發(fā)病率為10%～100%，造成的產(chǎn)量損失在50%左右[7]。甜瓜炭疽病發(fā)病嚴重時可造成減產(chǎn)80%以上。中國北方保護地栽培的黃瓜炭疽病發(fā)病嚴重時可造成產(chǎn)量損失10%～20%，在南方地區(qū)造成的損失更大。

1 瓜類炭疽病概述

1.1 瓜類炭疽病癥狀

炭疽病可以發(fā)生在黃瓜、西瓜、甜瓜和冬瓜的整個生長期。在苗期發(fā)生炭疽病時瓜類子葉會出現(xiàn)圓形褐色病斑，幼莖的基部也會受害縊縮至幼苗猝倒；西瓜、甜瓜成株期感病，真葉初期出現(xiàn)圓形黃色斑點，后變?yōu)楹诤稚妮喖y病斑，再后期多個病斑連成一片至葉片穿孔和枯死[8]，冬瓜、黃瓜成株期發(fā)病時莖部還會有紅色黏稠物質(zhì)出現(xiàn)[9]。葉柄、莖蔓染病時，會出現(xiàn)由黃褐色變?yōu)楹诤稚牟“撸S著病情加重最終莖蔓枯死[10]。果實感病時，表皮出現(xiàn)暗綠色油漬狀小斑點，嚴重時出現(xiàn)凹陷且易龜裂的輪紋病斑，潮濕時還會出現(xiàn)紅色或粉紅色物質(zhì)[10-11]（圖1）。

1.2 炭疽病原菌的種類

炭疽病菌種類繁多，且分類多樣。當根據(jù)寄主特異性定義植物病原菌時，炭疽病菌大約有700種，1957年von Arx 根據(jù)形態(tài)特征將炭疽病原菌重新分類為11個種群[12]，1992年Sutton[13]又通過大量研究鑒別將其擴展至39種。早期植物病原真菌種類是根據(jù)植物病害特異性進行分類的，導致同個菌種會出現(xiàn)多個種名。如現(xiàn)在使用的瓜類刺盤孢菌（Colletotrichum orbiculare）曾被認為是引起葫蘆和大豆炭疽病的一種真菌，將其命名為Colletotrichum lagenarium[5]。后來在對炭疽病真菌的比較研究中，這種觀點被否定，研究者重新將豆類炭疽病命名為Volutella citrulli。目前，國內(nèi)外研究表明C. karstii、C. scovillei、C. gloesporioides、C. incanum、C. magnum、C. orbiculare、C. gloeosporioides f. sp. cucurbitae和C. Truncatum 8種炭疽菌屬真菌均能引起瓜類炭疽病[14-15]。有研究發(fā)現(xiàn)，C. gloesporioides為引起澳大利亞、巴西、中國、日本和美國茶樹炭疽病的主要病原菌[16]。2008年有研究者報道了C. scovillei所引起的辣椒炭疽病[17-18]。有學者首次在利馬豆上發(fā)現(xiàn)C. truncatum，后續(xù)在菜豆、花生、苜蓿、辣椒等植物上也發(fā)現(xiàn)了此類病菌[19]。2011年我國在蘭科萬代蘭屬（Vanda sp．）植物上檢測到C. karstii病菌[20]。起初，美國首次報道了C. magnum（Ga. magna）可以引起瓜類炭疽病，后來在西瓜、南瓜、番瓜和甜瓜等葫蘆科植物上也發(fā)現(xiàn)了該種炭疽病菌[14]。2014年，C. incanum首次在美國的大豆上被分離出來并命名，后來我國靳俊媛等[21]在西瓜上發(fā)現(xiàn)并鑒定出了該種大豆炭疽菌，目前C. incanum和C. truncatum是大豆炭疽病最常見的病原菌。

在現(xiàn)代分子檢測中，C. orbiculare被認為是炭疽病菌的復合體，但在其分類上仍存在許多爭議，且在許多有關(guān)炭疽病的報道中對其提出了不同命名[5]。2022年Goh等[22]在馬來西亞的西瓜果實上提取出了新的炭疽病菌，經(jīng)研究鑒定此病菌與發(fā)表的Colletotrichum spp.描述相匹配，隨后將其命名為斯科維爾炭疽菌。

1.3 瓜類炭疽病菌形態(tài)學特征

菌絲體最初表現(xiàn)為無色、薄壁、有間隔且呈均勻的圓柱形，隨后菌絲體發(fā)生聚集、分枝、纏繞，進而長出一層分生孢子。孢子從分生孢子頂端萌發(fā)，陸續(xù)堆積在一起形成粉紅色的黏稠簇。其中，孢子是單細胞，呈透明狀，為長圓形或卵形，具有2～3個橫膈膜，分生孢子盤有黑褐色的剛毛，分生孢子梗為無色（圖2）。

炭疽病菌在PDA培養(yǎng)基上生長時，會形成菌落同時伴隨形態(tài)改變。生長2～3 d，長出絨毛狀乳白色圓形菌落；3～5 d，菌落顏色會由乳白色變成粉紅色，中心深邊緣淺；5～7 d，菌落顏色變成深灰色，且邊緣有一圈淡粉色暈圈；15 d后，菌落出現(xiàn)紅褐色黏稠孢子團[23]。

1.4 炭疽病的發(fā)病原因及發(fā)病規(guī)律

1.4.1? ? 發(fā)病原因? ? 目前已知的與瓜類炭疽病發(fā)病相關(guān)的因素有很多。其一，因人們對瓜類果實品質(zhì)的要求不斷提高，瓜類品種與日俱增，不同品種對炭疽病的抗性有差異，生產(chǎn)上存在一些對炭疽病抗性差的品種。其二，不同瓜類及品種之間與抗病性密切相關(guān)的的多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）等的活性差異大，致使對炭疽病抗性呈現(xiàn)較大差異。其三，炭疽病原菌生存能力強，菌體能在土壤越冬或黏著在種子表面存活下來，這些帶菌的土壤和種子均可成為侵染源，在條件適宜時再以孢子的形態(tài)通過多種傳播途徑侵染寄主[24]。

1.4.2? ? 發(fā)病規(guī)律? ? 在瓜類炭疽病的發(fā)病過程中，溫度、濕度和降雨是影響炭疽病生長的主要因素。研究發(fā)現(xiàn)炭疽病在10～30 ℃均可發(fā)生，在25 ℃、濕度大于70%的生長環(huán)境中，炭疽病的發(fā)病速度最快，溫度過高和過低都會阻止炭疽病的生長和繁衍[23]。在適宜的溫度條件下，濕度越大，病菌潛伏期越短，發(fā)病越快[10]。

1.5 炭疽病菌營養(yǎng)生活方式和侵染策略

炭疽菌屬真菌，在不同植物寄主發(fā)育的不同階段會表現(xiàn)出不同的營養(yǎng)生活方式。一些病原菌在不同時期會出現(xiàn)半活體營養(yǎng)型、死體營養(yǎng)型、內(nèi)生型3種營養(yǎng)生活方式[25]。而有些病原菌會以腐生的生活方式在土壤和有機質(zhì)中獲取營養(yǎng)生存。

屬于半活體營養(yǎng)型的炭疽菌屬真菌，它們定殖于宿主組織時需要借助細胞內(nèi)的半活體營養(yǎng)。在侵入宿主細胞的過程中，初級菌絲會首先做出反應且伴隨初級侵染囊泡的形成。如寄主出現(xiàn)短暫的無癥狀，半活體營養(yǎng)型會轉(zhuǎn)化為死體營養(yǎng)型，且有次級菌絲產(chǎn)生，此時菌絲分泌的多樣裂解酶能加快寄主組織的死亡[26]。

相比于半活體營養(yǎng)型，死體營養(yǎng)型炭疽菌分生孢子或皮下菌絲會幫助其潛藏于寄主體內(nèi)，時機成熟時轉(zhuǎn)化為活體或半活體的方式來汲取營養(yǎng)，最終在炭疽菌定殖前殺死植物組織，此后炭疽菌獲得的營養(yǎng)物質(zhì)為寄主植物死亡細胞的有機物[27]?，F(xiàn)階段致病性炭疽菌侵染寄主細胞主要有希金斯炭疽菌（C. higginsianum）、瓜類炭疽菌（C. orbiculare）和禾生炭疽菌（C. graminicola）3種模式種[19]。

瓜類炭疽菌是一種半活體營養(yǎng)真菌。病原體在識別宿主植物表皮細胞上的物理和化學信號后，通過激活細胞內(nèi)的通路來驅(qū)動感染程序[28]。在感染瓜類作物的初始階段，炭疽菌以生物營養(yǎng)病原體形式存在，維持宿主細胞的存活，進入壞死階段后，從死亡的宿主細胞中獲取營養(yǎng)[29]。炭疽菌通過黑化附著胞的外源介導入侵（TMI）和菌絲尖端入侵（HTE）2種方式侵入寄主葉片。在TMI過程中時，炭疽菌侵入近軸表皮。孢子附著在植物表面萌發(fā)產(chǎn)生胚管，進一步形成黑化的附著胞。附著胞通過角質(zhì)層和細胞壁直接進入植物表皮細胞，而不是由氣孔進入[5]。炭疽菌分泌的細胞壁降解酶和附著胞所產(chǎn)生的高濃度滲透活性化合物能破壞植物的表皮細胞壁，方便附著胞進入細胞內(nèi)部，形成穿透菌絲。與在營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基上形成的菌絲不同，該病原菌最初形成生物營養(yǎng)滲透菌絲，后者從活的寄主細胞和分泌效應蛋白中獲取營養(yǎng)資源，從而抑制寄主的防御反應。穿透后，炭疽菌胞內(nèi)菌絲在宿主細胞內(nèi)發(fā)育，在細胞水平上通過細胞內(nèi)定殖感染。此時胞內(nèi)菌絲生長在植物細胞質(zhì)膜和細胞壁之間。然后侵染進入壞死性階段，胞內(nèi)菌絲會產(chǎn)生繼發(fā)性壞死性菌絲，從死亡的宿主細胞內(nèi)獲取營養(yǎng)。在這個階段真菌定殖并降解宿主細胞，導致植物細胞壞死和出現(xiàn)可見癥狀。HTE是獨立于黑化的附著胞外的一種入侵方式，主要是在植物傷口部位發(fā)生的一種形態(tài)反應，且HTE的侵染頻率受到碳水化合物營養(yǎng)物質(zhì)的正向調(diào)節(jié)，同時可能會受到真菌有絲分裂原活化蛋白激酶（MAPK）級聯(lián)的構(gòu)成性抑制，表明2種入侵策略在致病過程中存在同一種傳感系統(tǒng)觸發(fā)侵染組織發(fā)生形態(tài)反應[30]。

1.6 瓜類炭疽病病原菌種類的鑒定

1.6.1? ? 炭疽病的分離純化與培養(yǎng)? ? 在田間采集具有明顯炭疽病癥狀的病葉，利用常規(guī)的病原真菌分離法，接種病菌于PDA培養(yǎng)基中，放置恒溫箱中培養(yǎng)。待其生長出菌絲時，挑取至新的培養(yǎng)基中培養(yǎng)。如此3～4次轉(zhuǎn)接后，使菌種得到純化[31]。為獲得試驗所用的大量瓜類炭疽菌孢子懸浮液，可在PDA培養(yǎng)基或產(chǎn)孢速度快的西瓜皮培養(yǎng)基上培養(yǎng)。

1.6.2? ? 炭疽病菌的鑒定方法? ? 瓜類炭疽病主要是由炭疽菌屬（Colletotrichum spp.）所引發(fā)的一種真菌性病害。19世紀30年代國外研究者通過寄主種類和形態(tài)鑒定出引起美國西瓜炭疽病的病原菌為Colletotrichum lagenarium[19]。雖然此方法在當時易被接受認可，但準確性得不到保證。

隨著測序技術(shù)的發(fā)展，多基因系統(tǒng)發(fā)育學被用于物種的鑒定，使物種的劃分更加準確和完善?，F(xiàn)如今國內(nèi)外研究者通過多基因聯(lián)合分析并結(jié)合形態(tài)學特征觀察，已確定引起西瓜炭疽病的病原菌為C. magnum、C. orbiculare、C. karstii、C. scovillei、C. incanum、C. gloesporioides[14，22-23，32-33]。

1.7 瓜類炭疽病菌接種方法

早在20世紀90年代，我國研究者用噴霧法和點滴法比較在西瓜苗期接種炭疽病的接種效率和穩(wěn)定性，結(jié)果表明，用噴霧法接種時效率最高[34]。2019年孫玉燕等[35]在西瓜炭疽病菌離體葉接種鑒定中，總結(jié)出離體葉片接種具有不損傷植株、接種標準一致、節(jié)省菌液等優(yōu)點。2022年黃蔚等[33]在西瓜新炭疽病原菌分子鑒定研究中，利用刺傷接種法，完成了接種觀察試驗，為瓜類炭疽病接種體系的完善提供了寶貴經(jīng)驗。目前，已知的瓜類炭疽病試驗的接種方法有葉片涂刷接種法、刺傷法、噴霧法、菌餅打孔法和離體葉片接種法5種。相比涂刷接種法、刺傷法和菌餅打孔法損傷植株、接種工作量大的缺點，常用的噴霧接種法具有不損傷植株、工作效率高等優(yōu)點，但也有可能會出現(xiàn)接種標準不一致的情況。因此研究者需根據(jù)試驗內(nèi)容選擇合適的接種方法。

1.8 瓜類炭疽病生理小種

瓜類炭疽病菌是一個復雜且多樣的病原體，對不同的瓜類作物有不同的致病性。目前，已報道的7個瓜類炭疽病生理小種中，1、2、3生理小種分布最廣，危害最重[11]。其余4個生理小種致病性特點表現(xiàn)為生理小種4可致病所有鑒別寄主；生理小種5對西瓜寄主的致病性略高于黃瓜寄主；生理小種6對西瓜寄主的致病性強于厚皮甜瓜寄主；生理小種7和生理小種3相似，僅對黃瓜品種Pixie的致病性較弱[24]。

2 瓜類抗炭疽病分子生物學

2.1 瓜類炭疽病抗性遺傳規(guī)律

1937年國外研究者首次進行了炭疽病抗性的遺傳研究，后續(xù)研究報道多見于西瓜抗感材料中[4]。Raymond等[36]利用3個西瓜抗病材料與2個西瓜感病材料雜交及回交，發(fā)現(xiàn)抗病對感病為顯性且抗性受一對單基因控制。1980年Suvanprakorn等[37]利用Sowell[38]報道的2號生理小種的PI系抗性材料與感性材料雜交，發(fā)現(xiàn)PI材料對小種2的抗性均為單基因顯性遺傳，但后來有研究發(fā)現(xiàn)品系R309的抗性為多基因顯性遺傳。2007年，王慧哲等[39]發(fā)現(xiàn)黃瓜在炭疽病的侵染下所呈現(xiàn)出的抗性是由單隱基因控制，而感病基因為不完全顯性。

2.2 瓜類炭疽病抗性基因

19世紀50年代國外科學家便開始了瓜類炭疽病抗性基因的研究工作，并獲得初步成果。1955年Barnes和Epps發(fā)現(xiàn)了PI197087和易感黃瓜雜交產(chǎn)生的F1表現(xiàn)出中間抗性。因此，他們認為PI197087的抗性是由幾個主要基因控制的[40]。在隨后的研究中又發(fā)現(xiàn)PI175111的抗性是由一個顯性基因控制的，Robinson等[41]后來將其命名為Ar基因。進入20世紀，唐建輝等[42]利用RAPD擴增，在Colletorichum屬的24個ITS區(qū)段進行克隆和測序，并利用RAPD轉(zhuǎn)SCAR標記技術(shù)重新設計引物檢測C. orbiculare。隨后，李淑菊等[43]和王惠哲等[44]利用AFLP標記技術(shù)將與黃瓜抗炭疽病有關(guān)基因的一個共顯性，成功地轉(zhuǎn)換為簡單實用的SCAR標記。2014年，牛曉偉等[45]以西瓜抗病材料PI189225和感病材料Black Diamand為親本雜交后再自交得到的F1、F2、F3為炭疽病生理小種1的接種材料，并利用分子標記技術(shù)得到與抗炭疽病基因Rco-1連鎖的3個AFLP標記。2018年P(guān)an等[46]通過對黃瓜品種Gy14的抗病數(shù)量性狀位點（QTL）定位和進一步的圖譜克隆，確立了抗性位點的候選基因，并明確Gy14對炭疽病的抗性是由STAYGREEN（CsSGR）控制的。2019年，Jeong等[47]對抗性材料P1DrHs7250接種炭疽病，發(fā)現(xiàn)其對炭疽病1號生理小種的抗性由單顯性基因控制，并獲得1個位于富亮氨酸重復域的分子標記，同時對89種植物的1007個同源物進行鑒定，獲得1個可以確定對外源病毒入侵有抗性的保守基序。2022年Matsuo等[48]利用高抗黃瓜品種NR28和其他2個抗性品種、3個感性品種為研究對象，對在日本分布的多種C. orbiculare菌株的抗性進行了研究，經(jīng)CAPS標記分析得出3個抗性品種的抗性基因與2號生理小種cl001017的抗性等位基因為純合子的結(jié)論。

2.3 瓜類炭疽病的致病基因

植物病原真菌能通過多種方式侵染植物，其攜帶大量致病基因。在侵染過程中這些基因會參與形成侵染結(jié)構(gòu)、降解植物細胞壁、信號級聯(lián)等生物學過程[49-50]。

形成侵染結(jié)構(gòu)時，C. gloeosporioides中的COM1（CgCOM1）基因、C. orbiculare中的CoHox3和CoHox1基因、C. gloeosporioides中的蛋白激酶A（PKAR）、C. graminicola中的尿囊素基因和C. lindemuthianum中的slnCl1基因等均參與附著胞的形成[51-53]。而附著胞的形成與成熟需黑色素參與，因此C. orbiculare中有關(guān)黑色素合成的PKS1、SCD1和THR1基因?qū)μ烤也【纬汕秩窘Y(jié)構(gòu)也是至關(guān)重要的[54]。隨后病原菌在侵染植物寄主時會產(chǎn)生細胞壁裂解酶從而順利侵入植物體內(nèi)，如C. cocodes中的CcpelA、C. lindemuthianum中的pecC1l、C. gloeosporioides中的pelB均為關(guān)鍵的果膠裂解酶基因[55-56]。當病原真菌在植物體內(nèi)進行信號級聯(lián)反應時，會有相對應的基因參與完成，如C. lagenarium 中的WHI2（WHIsky-2）、CoIra1、CoRas2和CoPag1基因均通過MAPK信號通路發(fā)揮其致病作用[57-59]。此外侵染瓜類作物的主要炭疽病菌C. orbiculare在完成侵染過程中表達的基因還包括287個蛋白酶編碼基因、327個細胞壁降解酶和700個小分泌蛋白（SSPs）等[60]。在轉(zhuǎn)錄組學和基因組學研究中發(fā)現(xiàn)，C. orbiculare在完成致病效應時會產(chǎn)生多種效應因子，其中包括乙烯誘導肽樣蛋白1（NLP1）、DN3、誘導壞死分泌蛋白1（NIS1）、MC69、抑制煙草免疫的SIB1和SIB2[61-63]。

3 瓜類炭疽病抗性育種

自19世紀末，育種家便開展瓜類抗炭疽病育種工作。目前，國內(nèi)外已知的西瓜抗炭疽病品種有富寶、富光、新富寶、西農(nóng)8號、抗病948、京抗2號、京抗3號、K-643、K-1298、K-2814、K-4598、光玉綠、南都綠、都錦、Icebox、SSDL、Congo、Charleston Gary、Kleckley Hybrid、Black Kleckley、Charleston Gary、Fairfax、PI271778、PI189225、AU-Producer、AU-Jubilant等[11]。

關(guān)于葫蘆科其他瓜類抗炭疽病品種國內(nèi)外也有報道。早期Barnes和Epps在研究中發(fā)現(xiàn)了5個對炭疽病具有中等抗性的黃瓜PI系，隨后美國生產(chǎn)的19個黃瓜品系中，PI197087抗炭疽病的9個品系（2A、G421、Gy14、Gy3、Gy8、H19、Poinsett76、SC50和WI2757）被廣泛應用于黃瓜新品種選育中[64]。Goode等[65]在美國北卡羅來納州東部發(fā)現(xiàn)了南瓜抗炭疽病材料Butternu；謝雙大等[66]從12份黃瓜抗病鑒定材料中篩選出2份高抗炭疽病材料；王惠哲等[67]在21份黃瓜高代自交系材料中篩選出3份高抗炭疽病材料（43-1-2、0735和Q6）；Ge等[68]在抗性和易感甜瓜感染炭疽菌誘導防御反應的差異研究中所用的甜瓜材料Gankezaomi對炭疽病有很強的抗性；2022年Matsuo等[69]在不同瓜類品種對炭疽病抗性研究中發(fā)現(xiàn)，南瓜品種中的Gammirak和Eeotbae抗性較強，并確定了1個黃瓜抗病種質(zhì)Ban Kyur。此外，上海農(nóng)科院培育出新抗炭疽病南瓜品種錦繡。目前，我國擁有津研4號、早青2號、夏豐1號、中農(nóng)5號、夏青2號等優(yōu)質(zhì)抗炭疽病黃瓜品種；齊甜1號、黃糖罐等抗炭疽病甜瓜品種；蓉抗41號、江心4號、強雌系A4、豐樂粵農(nóng)節(jié)瓜等抗炭疽病冬瓜品種。

4 瓜類炭疽病的防治

近年來，隨著瓜類作物在我國種植面積不斷擴大，炭疽病成為瓜類作物的主要病害之一。因此堅持預防為主，綜合防治，采用有效的防治措施是瓜類作物種植過程中的重要工作。常用的防治方法有：（1）選用抗（耐）病品種。根據(jù)瓜類種植地的環(huán)境和發(fā)病率選擇合適的抗病品種，如我國現(xiàn)用的優(yōu)質(zhì)抗炭疽病品種西農(nóng)8號、美抗9號、津研4號、早青2號、抗41號、江心4號等。（2）種子處理。播種時選擇飽滿、大小均勻的種子，隨后置種子于40%福爾阿林、50%多菌靈等藥劑中浸種5～10 min消毒滅菌，用清水沖洗干凈后再進行催芽播種。此外，還可以溫湯浸種，水溫控制在55～60 ℃，時間控制在15 min左右。（3）合理輪作。可以將葫蘆科作物與玉米、小麥、花生等其他作物在發(fā)病嚴重地區(qū)實行至少3年的輪作種植，逐漸減少土壤中存留的炭疽病菌[70]。（4）加強田間管理。選擇砂質(zhì)土壤，做好排水通風工作，此外還需要合理施肥，及時處理有病害的葉果。（5）采后處理。瓜類果實成熟采摘后，對田間進行翻土整理，并且采用殺菌劑澆灌、悶棚殺菌等方式進行殺菌消毒。（6）化學防治。發(fā)病初期可以用5%肟菌·戊唑醇水分散粒劑，1500～2000倍液噴霧防治；或用25%的吡唑醚菌酯乳油混10%苯醚甲環(huán)唑水分散劑1000倍液噴霧，7～10 d噴施1次，連續(xù)防治2～3次[71]。（7）誘導抗性。在黃瓜或者西瓜受炭疽病侵染前3 d施用7.2 mmol·L-1的錳離子溶液，以促進植物組織木質(zhì)素、活性氧和胼胝質(zhì)的積累，減少炭疽病菌對植物細胞的誘導死亡[72]。（8）生物防治。選用枯草芽孢桿菌、2%抗酶菌素（120）水劑200倍液、2%武夷菌素（BO-10）水劑150倍液、大蒜素微乳劑300～500倍液等生物防治劑對瓜類炭疽病都有較好的生物防治效果[73]?？傊瑢τ诠项愄烤也?，要早預防、早發(fā)現(xiàn)、早防治且結(jié)合多種預防措施，才能達到有效防治的目的。

5 問題與展望

5.1 問題

目前，國內(nèi)外對瓜類炭疽病的研究領域多集中在病原菌培養(yǎng)、病害防治、抗性鑒定等方面，對西瓜等瓜類炭疽病基因的定位、基因克隆、種質(zhì)資源引進、優(yōu)質(zhì)資源利用等方面的研究較少，且存在一些問題與不足：

（1）我國的葫蘆科瓜類作物雖然種植面積較大，但抗炭疽病的種質(zhì)資源相對匱乏，沒有充分利用世界種質(zhì)資源庫發(fā)掘出更多抗病品種，且關(guān)于葫蘆科炭疽病的研究多集中在西瓜作物上，其他瓜類作物研究較少。

（2）炭疽病種類豐富多樣，目前對瓜類炭疽病生理小種的分化鑒定仍采用國外的材料為鑒別寄主，國內(nèi)缺少一套自主研發(fā)、快速有效鑒別瓜類炭疽病生理小種的程序標準，不利于國內(nèi)開展瓜類抗炭疽病種質(zhì)資源篩選工作。

（3）對瓜類炭疽病抗性遺傳、抗性機制的研究及抗炭疽病基因精細定位等分子生物學方面的研究不夠深入，限制了瓜類作物抗炭疽病的育種效率。

5.2 展望

（1）加強對國內(nèi)外優(yōu)質(zhì)抗病種質(zhì)資源的搜集與利用，選取適當?shù)姆N質(zhì)材料對炭疽病抗病基因進行精細定位和克隆，開發(fā)抗病相關(guān)分子標記，進而提高育種效率，縮短育種年限。

（2）建立全國瓜類產(chǎn)區(qū)瓜類作物的炭疽病菌庫，為我國瓜類炭疽病的鑒定提供支持。

（3）通過基因組學、轉(zhuǎn)錄組學等現(xiàn)代分子生物學技術(shù)，研究瓜類作物與炭疽病菌之間的作用，以及瓜類作物抗病的分子機制，為抗病育種和生物防治提供新的思路和策略。

（4）深入研究瓜類炭疽病原菌的生物學特征和致病機制，有助于更準確地預測病害的發(fā)生和流行，為制定有效的防治措施提供科學依據(jù)。

（5）研究和開發(fā)針對瓜類炭疽病的生物防治技術(shù)，有助于降低病害發(fā)生風險，同時減少化學農(nóng)藥對環(huán)境和人體的危害。

（6）研究開發(fā)新型高效、低毒的化學藥劑，以及研究藥劑的合理使用方法和輪換策略以延緩病原菌抗藥性的產(chǎn)生。

參考文獻

[1] 劉慧穎，馮翠，吉茹，等．瓜類作物輻射花粉誘導雙單倍體技術(shù)研究進展[J]．長江蔬菜，2023（18）：37-40．

[2] 劉君璞，馬躍．中國西瓜甜瓜發(fā)展70年暨科研生產(chǎn)協(xié)作60年回顧與展望[J]．中國瓜菜，2019，32（8）：1-8．

[3] 戴思慧，孫小武，熊興耀，等．西瓜綜合利用研究進展及深加工發(fā)展趨勢[J]．中國園藝文摘，2010，26（10）：57-59．

[4] PRAKASH B B，TAKSHAY P，EDGAR C，et al．Dissection of race 1 anthracnose resistance in a watermelon （Citrullus lanatus var. lanatus） biparental mapping population[J]．Euphytica，2022，218（11）：1-12.

[5] PATEL T，QUESADA-OCAMPO L M，WEHNER C T，et al．Recent advances and challenges in management of Colletotrichum orbiculare，the causal agent of watermelon anthracnose[J]．Horticulturae，2023，9（10）：1132．

[6] 王鑫宇．南瓜炭疽病病原菌鑒定及種質(zhì)資源抗性評價[D]．哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學，2023．

[7] 梅麗艷，王喜慶，賈云鶴，等．西瓜炭疽病癥狀觀測及發(fā)生危害調(diào)查[J]．黑龍江農(nóng)業(yè)科學，2016（12）：55-58．

[8] 劉陽，謝露露，張思遠，等．西瓜主要病害抗病育種研究進展[J]．中國蔬菜，2022（3）：17-28．

[9] 張麗娜．廣藿香提取物對黃瓜炭疽病菌抑制作用研究[D]．哈爾濱：黑龍江大學，2023．

[10] 唐爽爽，劉志恒，余朝閣，等．遼寧省西瓜炭疽病病原菌鑒定及生物學特性研究[J]．植物保護，2014，40（4）：38-44．

[11] 郜森，王恩煜，楊小振，等．西瓜炭疽病及抗性育種研究進展[J]．中國瓜菜，2021，34（5）：1-7．

[12] CANNON P F， DAMM U，JOHNSTON P R，et al．Colletotrichum - current status and future directions[J]．Studies in Mycology，2012，73（1）：181-213．

[13] SUTTON B C．The genus Glomerella and its anamorph Colletotrichum[J]．Colletorichum Biology，Pathology and Control，1992：1-26．

[14] DAMM U，SATO T，ALIZADEH A，et al．The Colletotrichum dracaenophilum，C. magnum and C. orchidearum species complexes[J]．Studies in Mycology，2019，92：1-46．

[15] DAMM U，CANNON P F，WOUDENBERG J H，et al．The Colletotrichum acutatum species complex[J]．Studies in Mycology，2012，73（1）：37-113．

[16] LIU F，WEIR BS，DAMM U，et al．Unravelling Colletotrichum species associated with Camellia：employing ApMat and GS loci to resolve species in the C. gloeosporioides complex[J]．Persoonia，2015，35：63-86．

[17] THAN P P，JEEWON R，HYDE K D，et al．Characterization and pathogenicity of Colletotrichum species associated with anthracnose on chilli （Capsicum spp．） in Thailand[J]．Plant Pathology，2008，57（3）：562-572

[18] JELEV Z J，BOBEV S G，MINZ D，et al．First report of anthracnose fruit rot caused by Colletotrichum acutatum on pepper and tomato in bulgaria[J]．Plant Disease，2008，92（1）：172．

[19] 郭珍．西瓜炭疽病病原菌種類多樣性及Colletotrichum magnum致病相關(guān)基因分析[D]．武漢：華中農(nóng)業(yè)大學，2023．

[20] YOUG Y L，CAI L，YU Z N，et al．Colletotrichum species on Orchidaceae in Southwest China[J]．Cryptogamie Mycologie，2011，32（3）：229-253．

[21] 靳俊媛，王友賢，劉倩，等．西瓜新炭疽病菌的鑒定、生物學特性及藥劑敏感性研究[J]．中國瓜菜，2022，35（8）：18-26．

[22] GOH K S，BALASUBRAMANIAM J，SANI S F，et al．First report of Colletotrichum scovillei causing anthracnose on watermelon （Citrullus lanatus） in Malaysia[J]．Plant Disease，2022，106（9）：2022．

[23] 唐寧安．西瓜抗炭疽病基因的分子標記研究[D]．浙江金華：浙江師范大學，2013．

[24] 張慧青，孫玉燕，范敏．西瓜炭疽病研究進展[J]．浙江農(nóng)業(yè)科學，2020，61（2）：292-295．

[25] PRUSKY D，ALKAN N，MENGISTE T，et al．Quiescent and necrotrophic lifestyle choice during postharvest disease development[J]．Annual Review of Phytopathology，2013，51（1）：155-176．

[26] WHARTON P S，JULIAN A M，OCONNELL R J．Ultrastructure of the infection of Sorghum bicolor by Colletotrichum sublineolum[J]．Phytopathology，2001，91（2）：149-158．

[27] OCONNELL R J，THON M R，HACQUARD S，et al．Lifestyle transitions in plant pathogenic Colletotrichum fungi deciphered by genome and transcriptome analyses[J]．Nature Genetics，2012，44（9）：1060-1065．

[28] KODAMA S，ISHIZUKA J，MIYASHITA I，et al．The morphogenesis-related NDR kinase pathway of Colletotrichum orbiculare is required for translating plant surface signals into infection-related morphogenesis and pathogenesis[J]．PLoS Pathogens，2017，13（2）：e1006189．

[29] GAN P，IKEDA K K，IRIEDA H，et al．Comparative genomic and transcriptomic analyses reveal the hemibiotrophic stage shift of Colletotrichum fungi[J]．New Phytologist，2013，197（4）：1236-1249．

[30] HIRUMA K，ONOZAWA-KOMORI M，TAKAHASHI F，et al．Entry mode-dependent function of an indole glucosinolate pathway in Arabidopsis for nonhost resistance against anthracnose pathogens[J]．Plant Cell，2010，22（7）：2429-2443．

[31] 魏春華，郜森，甘露，等．西瓜炭疽病接種技術(shù)規(guī)程[J]．中國瓜菜，2019，32（1）：45-47．

[32] DAMM U，CANNON P F，WOUDENBERG J H C，et al．The Colletotrichum boninense species complex[J]．Studies in Mycology，2012，73（1）：1-36．

[33] 黃蔚，崔麗紅，謝王超，等．西瓜新炭疽病病原菌分子鑒定及其生物學特性初探[J]．中國農(nóng)學通報，2022，38（1）：131-136．

[34] 劉莉，王鳴．西瓜種質(zhì)資源苗期對炭疽病抗性的研究[J]．中國西瓜甜瓜，1990，3（1）：9-13．

[35] 孫玉燕，范敏，何艷軍．西瓜炭疽病菌離體葉片接種鑒定技術(shù)[J]．浙江農(nóng)業(yè)科學，2019，60（8）：1460-1462．

[36] HAMMERSCHMIDT R，BONNEN A M，BERGSTROM G C，et al．Association of epidermal lignification with nonhost resistance of cucurbits to fungi[J]．Canadian Journal of Botany，1985，63（12）：2393-2398．

[37] SUVANPRAKORN K，NORTON J D．Inheritance of resistance to race 2 anthracnose in watermelon[J]．Journal of the American Society fou Horticultural Science，1980，105（6）：862-865．

[38] SOWELL G J，RHODES B B，NORTON J D．New sources of resistance to watermelon anthracnose[J]．Journal of the American Society for Horticultural Science，1980，105（2）：197-199．

[39] 王惠哲，李淑菊，劉秀峰，等．與黃瓜抗炭疽病相關(guān)基因連鎖的AFLP標記的篩選[J]．園藝學報，2007，34（1）：213-216．

[40] BARNES W C，EPPS W M．Progress in breeding cucumbers resistant to anthracnose and downy mildew[J]．Proceedings American Society of Horticultural Science ，1955，65：409-415

[41] ROBINSON R W， MUNGER H M， WHITAKER T W，et al． Genes of the Cucurbitaceae1[J]．HortScience，1976，11（6）：554-568．

[42] 唐建輝，王偉，王源超．西瓜炭疽病菌Colletotrichum orbiculare的分子檢測[J]．中國農(nóng)業(yè)科學，2006，39（10）：2028-2035．

[43] 李淑菊，王惠哲，霍振榮，等．黃瓜抗炭疽病相關(guān)基因AFLP標記的SCAR轉(zhuǎn)換[J]．園藝學報，2008，35（1）：123-126．

[44] 王惠哲，管煒，李淑菊．與黃瓜抗炭疽病相關(guān)基因連鎖的基因片段及SCAR標記[J]．華北農(nóng)學報，2011，26（1）：200-203．

[45] 牛曉偉，唐寧安，范敏，等．西瓜抗炭疽病的遺傳分析和抗性基因定位研究[J]．核農(nóng)學報，2014，28（8）：1365-1369．

[46] PAN J S，TAN J Y，WANG Y H，et al．STAYGREEN （CsSGR） is a candidate for the anthracnose （Colletotrichum orbiculare） resistance locus cla in Gy14 cucumber[J]．Theoretical and Applied Genetics，2018，131（7）：1577-1587．

[47] JEONG Y J，SEO M，HERSH C P，et al．An evolutionarily conserved non-synonymous SNP in a leucine-rich repeat domain determines anthracnose resistance in watermelon[J]．Theoretical and Applied Genetics，2019，132（2）：473-488．

[48] MATSUO H，MINE K，SANO T，et al．Resistance of a previously screened old japanese watermelon cultivar to diverse anthracnose strains and its inheritance[J]．Horticulture Journal，2022，91（3）：375-381．

[49] JIAO W L，YU H L，CONG J，et al．Transcription factor SsFoxE3 activating SsAtg8 is critical for sclerotia，compoud appressoria formation，and pathogenicity in sclerotinia sclerotiorum[J]．Molecular Plant Pathology，2022，23（2）：204-217．

[50] GONG Z W，NING N，LI Z Q，et al．Two Magnaporthe appressoria-specific （MAS） proteins，MoMas3 and MoMas5，are required for suppressing host innate immunity and promoting biotrophic growth in rice cells[J]．Molecular Plant Pathology，2022，23（9）：1290-1302．

[51] KUMAR B M，SINGH A，PAREEK M，et al．Host-induced silencing of the Colletotrichum gloeosporioides conidial morphology 1 gene （CgCOM1） confers resistance against Anthracnose disease in chilli and tomato[J]．Plant Molecular Biology，2020，104（4/5）：381-395．

[52] YOKOYAMA A，IZUMITSU K，IRIE T，et al．The homeobox transcription factor CoHox1 is required for the morphogenesis of infection hyphae in host plants and pathogenicity in Colletotrichum orbiculare[J]．Mycoscience，2019，60（2）：110-115．

[53] NOGUEIRA G B，DOS SANTOS L V，DE QUEIROZ C B，et al．The histidine kinase slnCl1 of Colletotrichum lindemuthianum as a pathogenicity factor against Phaseolus vulgaris L.[J]．Microbiological Research，2019，219：110-122．

[54] TSUJI G，SUGAHARA T，F(xiàn)UJII I，et al．Evidence for involvement of two naphthol reductases in the first reduction step of melanin biosynthesis pathway ofitalic Colletotrichum lagenarium[J]．Mycological Research，2003，107（7）：854-860．

[55] BEN-DANIEL B H，BAR-ZVI D，TSROR L．Pectate lyase affects pathogenicity in natural isolates of Colletotrichum coccodes and in pelA gene-disrupted and gene-overexpressing mutant lines[J]．Molecular Plant Pathology，2012，13（2）：187-197．

[56] CNOSSEN-FASSONI A，BAZZOLLI D M S，BROMMONSCHENKEL S H，et al．The pectate lyase encoded by the pecCl1 gene is an important determinant for the aggressiveness of Colletotrichum lindemuthianum[J]．Journal of Microbiology，2013，51（4）：461-470．

[57] KEN H，YASUYUKI K．Ras GTPase activating protein CoIra1 is involved in infection-related morphogenesis by regulating cAMP and MAPK signaling pathways through CoRas2 in Colletotrichum orbiculare[J]．PloS One，2014，9（10）：e109045．

[58] KUBO Y，HARATA K，KODAMA S，et al．Development of the infection strategy of the hemibiotrophic plant pathogen，Colletotrichum orbiculare，and plant immunity[J]．Physiological and Molecular Plant Pathology，2016，95：32-36．

[59] KODAMA S，ISHIZUKA J，MIYASHITA，et al．The morphogenesis-related NDR kinase pathway of Colletotrichum orbiculare is requiredfor translating plant surface signals into infection-related morphogenesis and pathogenesis[J]．PLoS Pathogens，2017，13（2）：e1006189．

[60] GAN P，IKEDA K，IRIEDA H，et al．Comparative genomic and transcriptomic analyses reveal the hemibiotrophic stage shift of Colletotrichum fungi[J]．New Phytologist，2013，197（4）：1236-1249．

[61] ZHANG R，ISOZUMI N，MORI M，et al．Fungal effector SIB1 of Colletotrichum orbiculare has unique structural features and can suppress plant immunity in Nicotiana benthamiana[J]．Journal of Biological Chemistry，2022，297（6）：101370．

[62] IRIEDA H，MAEDA H，AKIYAMA K，et al．Colletotrichum orbiculare secretes virulence effectors to a biotrophic interface at the primary hyphaleck via exocytosis coupled with SEC22-Mediated traffic[J]．The Plant Cell，2014，26（5）：2265-2281．

[63] YOSHINO K，IRIEDA H，SUGIMOTO F，et al．Cell death of Nicotiana benthamiana is induced by secreted protein NIS1 of Colletotrichum orbiculare and is suppressed by a homologue of CgDN3[J]．Molecular Plant-microbe Interactions，2012，25（5）：625-636．

[64] WANG Y H，TAN J Y，WU Z M，et al．STAYGREEN，STAY HEALTHY：A loss-of-susceptibility mutation in the STAYGREEN gene provides durable，broad-spectrum disease resistances for over 50 years of US cucumber production[J]．New Phytologist，2019，221（1）：415-430．

[65] GOODE M J．Physiologic specialization in Colletotrichum lagenarium[J]．Plant Disease Reporter，1956，40：741．

[66] 謝雙大，朱天圣，陳桂珍，等．黃瓜抗炭疽病的苗期人工接種鑒定方法研究初報[J]．中國蔬菜，1988（1）：28-30．

[67] 王惠哲，李淑菊，楊瑞環(huán)，等．黃瓜枯萎病、炭疽病、褐斑病、黑星病苗期抗源材料篩選試驗[J]．農(nóng)業(yè)科技通訊，2013（8）：118-121．

[68] GE Y H，GUEST D I，BI Y．Differences in the induction of defence responses in resistant and susceptible muskmelon plants infected with Colletotrichum lagenarium[J]．Journal of Phytopathology，2014，162（1）：48-54．

[69] MATSUO H，SUGIYAMA M，YOSHIOKA Y．Identification of a new source of resistance to anthracnose in cucumber in Japan[J]．Horticulture Journal，2022，91（1）：49-57．

[70] 翁一強，卓婷婷．海南萬寧市西瓜主要病害的防治[J]．長江蔬菜，2022（18）：69-70．

[71] 王艷華，張錦東．黃瓜炭疽病的發(fā)生、傳播與防治[J]．農(nóng)業(yè)工程技術(shù)，2021，41（8）：41-42．

[72] ESKANDARI S，HOFTE H，ZHANG T．Foliar manganese spray induces the resistance of cucumber to Colletotrichum lagenarium[J]．Journal of Plant Physiology，2020，246：153129．

[73] 程維舜，田守勝，祝菊紅，等．10%大蒜素微乳劑對西瓜炭疽病防治效果[J]．東北農(nóng)業(yè)科學，2021，46（5）：56-58．