全 文 ：·综述与专论· 2013年第7期
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN
青枯菌（Ralstonia solanacearum）是一种土传性
的细菌性病原菌，属于革兰氏阴性细菌，广泛分布
于热带、亚热带及一些温带地区，它具有广泛的寄主，
可以侵染 50 多个科的 200 多种植物［1］，包括烟草
（Nicotiana tabacum）、 芝 麻（Sesamum indicum）、 花
生（Arachis hypogaea）、 大 豆（Glycine max）、 萝 卜
（Raph-anus sativus）等多种农作物以及一些贵重药材
和花卉植物，严重危害一些农作物的产量，其中马
铃薯、番茄、烟草等茄科作物受害最为严重［2］。
青枯菌是一个复杂的菌种［3］，寄主范围宽、分
布广泛，具有高度的变异性和适应性，不同地域或
不同寄主的菌株间有明显的变异和分化现象［3，4］，
而且青枯菌生理生化致病途径众多［5］。为了探索
青枯菌引起的病害、青枯病害的流行规律，更好地
收稿日期 ：2013-02-23
基金项目 ： 贵州省烟草专卖局项目（黔烟科 2012-03），贵州省科技厅项目［黔科合 J 字（2010）2087］
作者简介 ：蔡刘体，男，博士，研究方向 ：土肥植保 ；E-mail ：cailiuti01 @163.com
通讯作者 ：石俊雄，男，研究员，研究方向 ：烟草营养与施肥，植烟土壤微生物生态修复 ；E-mail ：sjx2196@163.com
青枯菌种内分型研究进展
蔡刘体1  汪汉成1  刘艳霞2  曹毅1  袁赛飞1  赵准备3  石俊雄1
（1. 贵州省烟草科学研究院，贵阳 550081 ；2. 南京农业大学资源与环境科学学院，南京 210095 ；3. 云南农业大学烟草学院，昆明 650201）
摘 要 ： 青枯菌是一种土传性的细菌性病原菌，可侵染 50 多个科的 200 多种植物，包括马铃薯、烟草和番茄等茄科经济作
物，严重危害一些农作物的产量和质量。青枯菌是一个复杂的种，综述青枯菌种内分型的研究进展，包括生理小种（races）、生化
型（biovars）、种系型（phylotypes），并对不同的分型进行比较，期望为烟草青枯菌系的构成和遗传多样性分析，以及为研究烟草
与青枯菌互作提供其分析信息。
关键词 ： 青枯菌 青枯病 生理小种 生物型 种系型
Advance of the Classification in Ralstonia solanacearum Species
Cai Liuti1 Wang Hancheng1 Liu Yanxia2 Cao Yi1 Yuan Saifei1 Zhao Zhunbei3 Shi Junxiong1
（1. Guizhou Tobacco Research Institute， Guiyang 550081 ；2. College of Resources and Environmental Science，Nanjing Agricultural
University， Nanjing 210095 ； 3. College of Tobacco Science，Yunnan Agricultural University， Kunming 650000）
Abstract:  Ralstonia solanacearum is a soilborne Gram-negative bacterial pathogens, infecting more than 200 species belonging to more
than 50 botanical families, including Solanaceae economic crops such as potatoes, tobacco and tomato, cause to serious loss of their yield and
quality. R. solanacearum is a complex species, this paper reviewed the research progress of classification in the R. solanacearum, including
the races, biovars and phylotypes, and the different type schemes were compared, which povide phylotype information for the analysis of the
composition and genetic diversity of the tobacco R. solanacearum, for the study the interaction between tobacco and R. solanacearum.
Key words:  Ralstonia solanacearum Bacterial wilt Race Biovar Phylotype
指导青枯病害的防控及经济作物的抗病育种，国
内外研究者开展了青枯菌内亚分类或菌系分群的
研 究 工 作。 前 人 从 生 理 小 种（races）［5］、 生 化
型（biovars）［6］、 血 清 型（serotypes）［7］、 溶 源 型
（lysotypes）［8］、脂肪酸型［9-11］、基因型（genetypes）［12］、
种系型［3］等多方面对种内分型进行研究，目前大多
数认同的分型方法主要有生理小种、生化型和种系
型（phylotypes）3 种分型方法。本文综述青枯菌种
内分型的主要研究进展，并对不同的分型进行比较，
期望为烟草青枯菌系的构成和遗传多样性分析，以
及烟草与青枯菌互作研究提供参考。
1 青枯菌种内分型方法
1.1 生理小种
青枯菌具有广泛的寄主，按照不同来源的青枯
2013年第7期 21蔡刘体等 ：青枯菌种内分型研究进展
菌株系对不同植物种类的致病性差异，早在 20 世纪
60、70 年 代，Buddenhagen 等［13-17］ 制 定 了 青 枯 菌
生理小种的划分方法，把青枯菌划分为 5 个生理小
种［18］：（1）生理小种 1（race1）：可侵染茄科植物
和其他科植物的青枯菌 ；（2）生理小种 2（race2）：
只侵染香蕉（Musa paradisiaca）、大蕉（Musa sapie-
ntum L.） 和 Heliconia 的 青 枯 菌 ；（3） 生 理 小 种 3
（race3）：只侵染马铃薯，偶尔侵染番茄和茄子的青
枯菌 ；（4）生理小种 4（race4）：只对姜（Zingiber
officinale）有很强致病力的青枯菌 ；（5）生理小种 5
（race5）：特异性侵染桑属植物的青枯菌。按照寄主
把青枯菌分为不同的生理小种对作物抗病育种非常
有用，而且目前青枯菌生理小种的划分仍然延用该
方法，但是由于青枯菌寄主范围广泛，按照寄主划
分的方法工作量大，较耗费时间［19］，而且有同一青
枯菌株系同时被划归到几个生理小种的情况出现。
1.2 生化型
青枯菌的另一个亚分类系统主要是由 Hayward
等［20，21］提出的，他们根据青枯菌对 3 种双糖（麦
芽糖、乳糖和纤维二糖）和 3 种己醇（甘露醇、山
梨醇和半乳糖醇）氧化产酸能力的差异，将从各大
洲收集的 185 个青枯菌分为 4 个生化型：生化型 1（不
能氧化 3 种双糖和 3 种己醇）、生化型 2（只能氧化
3 种双糖，不能氧化 3 种己醇）、生化型 3（能氧化
3 种双糖和 3 种己醇）、生化型 4（只能氧化 3 种己
醇，不能氧化 3 种双糖）。Hayward 等［22］在此基础上，
依据青枯菌利用硝酸盐还原反应和利用硝酸盐产生
气体情况，将青枯菌划分为 6 个生化型。表 1 显示
按照对糖、醇以及硝酸盐的利用情况，将青枯菌划
分为 5 个生化型，但根据其对海藻糖、肌糖、D-核
糖以及果胶酶的利用情况，把生化型 2 分为生化型
2A 和生化型 2T/2N（表 2），其中生化型 2A 包括有
RFLP 分型的 26 组和 27 组。青枯菌株系生化型的研
究报道目前仍沿用［23］，邹阳等［24］采用该方法分析
了中国重庆地区烟草青枯菌的生化型。该方法分析
青枯菌的生化型相对而言，工作量较小且较短时间
获得结果，但是也有出现个别青枯菌株系不好划分
的情况［25］。
1.3 种系型（或称为演化型）
随着分子生物学和分子进化技术的发展，青枯
菌研究者在青枯菌生理小种和生化型划分的基础上，
期望了解青枯菌的种系结构、遗传背景、地理起源
及其与复杂群体的相关性，Fegan 和 Prior［3］共同提
出了以亲缘关系为基础的划分体系，将青枯菌分成
4 个种系型，每一个种系型又继续分成更小的群体，
称为序列型（sequevars）。在此划分框架中，种系型
定义为菌株的 16S-23S rRNA 基因间间隔区（ITS），
hrp（超敏反应蛋白基因）和 egl（内切葡聚糖酶基因）
的序列数据，通过系统发育分析显示为一个单系群。
按照这种划分，每个种系型反应了菌株的地理起源，
其中种系型Ⅰ和Ⅱ分别由亚洲和美国菌株组成，种
系型Ⅲ的成员由非洲菌株组成，种系型Ⅳ包括来自
印度尼西亚和澳大利亚的 R.syzygii 和 BDB［3，18］。青
枯菌种系型是根据青枯菌特异性引物，通过 PCR 扩
增的带型特征来划分，青枯菌种系型的划分方法见
表 3，一个青枯菌株系的种系型可以基于 IST 区间序
列信息设计引物的基础上，通过复合 PCR 快速的鉴
定出来［3］。徐进等［26］采用复合 PCR 检测青枯菌种
系型的分析方法，分析了福建主要烟区的 45 个烟草
青枯菌株系都属于种系型 I ；潘哲超等［27］基于内切
葡萄糖酶基因系统发育学的分析，结果表明来自福
建和部分贵州的 62 个烟草青枯菌株系均归属于青枯
菌亚洲分支（种系型 I）。
表 1 青枯菌不同生化型的划分［20］
测试项目
生化型
生物型 1 生物型 2 生物型 3 生物型 4 生物型 5
甘露醇 - - + + +
山梨醇 - - + + -
甜醇 / 半乳糖醇 - - + - -
乳糖 - + + - +
麦芽糖 - + + - +
纤维二塘 - + + - +
硝酸盐还原反应 + + + + +
硝酸盐产生气体 - - + + +
“+”表示能利用 ；“-”表示不能利用 ；下同
表 2 青枯菌生化型 II 的亚型划分
测试项目
生化型 2A
（RFLP 26 组）
生化型 2A
（RFLP 27 组）
生化型 2T/
生化型 2N
海藻糖 - + +
肌糖 + - +
D-核糖 - - +
果胶酶活性 低 低 高
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2013年第7期22
表 3 基于 ITS 区设计的用于青枯菌种系型分析的特异性
条带 PCR 扩增的引物信息［3，18］
引物 序列 对应的种系型 扩增片段大小
Nmult21 ：1F CGTTGATGAGGC-
GCGCAATTT
Phylotype I 144 bp
Nmult21 ：2F AAGTTATGGACG-
GTGGAAGTC
Phylotype II 372 bp
Nmult23 ：AF ATTACSAGAGCA-
ATCGAAAGATT
Phylotype III 91 bp
Nmult22 ：InF ATTGCCAAGAC-
GAGAGAAGTA
Phylotype IV 213 bp
Nmult22 ：RR TCGCTTGACCCT-
ATAACGAGTA
-
AU756f GTCGCCGTCAACT-
CACTTTCC
青枯菌特
异性引物
280 bp
AU760r GTCGCCGTCGCA-
ATGCGGAATCG
2 青枯菌分型的比较
与生理小种和生化型划分相比较，种系型的划
分框架似乎能更准确的反映出目前已知青枯菌的遗
传多样性和复杂性。在生理小种划分框架中，生理
小种 1（R1）定义为“可侵染茄科植物和其他科植物”
的青枯菌株系包含非常宽泛，从种系型看，可以归
为 R1 的包含有种系型 I- 种系型 IV 的青枯菌株系 ；
而生理小种 2（R2）和生理小种 3（R3）的寄主范
围很窄，在生理小种划分框架中所反映的遗传多样
性也比较窄，R2 和 R3 在种系型框架中都是属于种
系型 II。在生化型划分框架中，生化型 1 和 2T 青枯
菌株系包含有 4 个种系型中的 3 个，而且在青枯菌
株系划分中，仅仅知道其是生化型 1 和 2T 也不能提
供该株系的更多信息。
种系型划分框架，首先基于对菌株的 16S-23S
rRNA 基因间间隔区（ITS），hrp 和 egl 基因的序列数
据分析，通过系统发育分析定义单系群，然后从基
因序列水平上来反应每个种系型与菌株的地理起源
和遗传信息的对应关系，分为 4 个种系型。划分框
架中每个种系型中都可以细分为序列型，使其成为
开放性的划分框架，有利于对新发现的青枯菌株系
进行划分，也有利于其自身信息和划分框架的完善。
然而，无论是生理小种、生化型还是种系型的划分
框架，都不能直接反映出青枯菌株系的致病性和致
病力，许多研究表明采用的种下分型的分析方法与
青枯菌的致病性无特定的相关性［28］。
3 小结
青枯菌这个复杂种至少包含有 4 个遗传群体或
种系型，反映出其遗传多样性和地理起源信息。人
们通过各种方法把青枯菌分型是为了作物育种工作
者、植物病理学者和植物保护人员能更好地了解青
枯菌的寄主、分布、遗传及致病力等信息，减少或
控制农作物的经济损失。随着收集的青枯菌资源不
断丰富，可能会有越来越多的青枯菌株系划分到各
个种系型中，序列型数目会越来越丰富。收集和分
类青枯菌资源非常重要，但更重要的是了解青枯菌
株系的生态、进化、遗传及致病力等特性，这些信
息对于控制青枯病危害的研究尤其重要。近年来，
已经报道完成了青枯菌多个株系的全基因组的测
序［29-34］，这些青枯菌全基因组测序信息的解析和积
累，青枯菌致病基因家族信息分析及青枯菌致病途
径的阐述，将有助于青枯菌种内分型的推进，及青
枯菌与宿主相互作用的研究和青枯病的防控研究。
参 考 文 献
［1］ Hayward AC. Biology and epidemiology of bacterial wilt caused by
Ralstonia solanacearum［J］. Annu Rev Phytopathol, 1991, 29 ：
65-87.
［2］ Hayward A. The hosts of Pseudomonas solanacearum［M］//
Hayward AC, Hartman GL. Bacterial wilt ：the disease and
its causative agent Pseudomonas solanacearum. UK ：CAB
International, Oxford, 1994 ：9-24.
［3］ Fegan M, Prior P. How complex is the Ralstonia solanacearum
species complex［M］// Allen C, Prior P, et al. Bacterial wilt disease
and the Ralstonia solanacearum species complex. St. Paul, MN ：
American Phytopathological Society Press, 2005 ：449-461.
［4］ Hayward AC. Biology and epidemiology of bacterial wilt caused by
Pseudomonas solanacearum［J］. Annual Review of Phytopathology,
1991, 29 ：65-87.
［5］ Poueymiro M, Genin S. Secreted proteins from Ralstonia solanacea-
rum：a hundred tricks to kill a plant［J］. Current Opinion in Micro-
biology, 2009, 12（1）：44-52.
［6］ Buddenhagen I, Kelman A. Biological and physiological aspects of
bacterial wilt caused by Pseudomonas solanacearum［J］. Annual
Review of Phytopathology, 1964, 2 ：203-230.
［7］ 徐丽慧 , 徐福寿 , 李芳 , 等 . 桑细菌性青枯病病原及其生化型鉴
2013年第7期 23蔡刘体等 ：青枯菌种内分型研究进展
定［J］. 植物保护学报 , 2007, 34（2）：141-146.
［8］ Malandrin L, Samson R. Serological and molecular size characteriz-
ation of flagellins of Pseudomonas syringae pathovars and related
bacteria［J］. Systematic and Applied Microbiology, 1999, 22（4）：
534-545.
［9］ 许东 , 赖文姜 , 范怀忠 . 桑青枯菌血清型与其它分型的比较研
究［J］. 植物病理学报 , 1986, 16（1）：29-36.
［10］ Khan AA, Furuya N, Matsumoto M, Matsuyama N. Identification of
Ralstonia solanacearum isolated from wilted tobacco plant by fatty
acid profiles and PCR-RFLP analysis［J］. Journal of the Faculty
of Agriculture, Kyushu University, 1999, 44（1-2）：59-65.
［11］ Krejčí E, Kroppenstedt RM. Differentiation of species combined
into the Bukholderia cepacia complex and related taxa on the basis
of their fatty acid patterns［J］. Journal of Clinical Microbiology,
2006, 44（3）：1159-1164.
［12］ 刘波 , 蓝江林 , 车建美 , 等 . 青枯雷尔氏菌脂肪酸型与致病性
的关系［J］. 中国农业科学 , 2009, 42（2）：511-522.
［13］ Hartung F, Wemer R, Muhlbach HP, Buttner C. Highly specific
PCR-diagnosis to determine Pseudomonas solanacearum strains
of different geographic origins［J］. Theoretical and Applied
Genetics, 1998, 96（6-7）：797-802.
［14］ Buddenhagen IW, Sequeira L, Kelman A. Designation of physiolog-
ical races in Pseudomonas solanacearum［J］. Phytopathology,
1962, 52 ：726.
［15］ French ER, Sequeira L. Strains of Pseudomonas solanacearu from
central and south America ：a comparative study［J］. Phytopatho-
logy, 1970, 60 ：506-512.
［16］ Sequeira L, Averre CW. Distribution and pathogenicity of strains of
Pseudomonas solanacearum from virgin soils in Costa Rica［J］.
Plant Dis Rep, 1961, 45 ：435-440.
［17］ Lozano JC, Sequeira L. Differention of physiological races of
Pseudomonas solanacearum by a leaf infiltration technique［J］.
Phytopathology, 1970, 60 ：833-838.
［18］ Denny TP.Plant pathogenic Ralstonia species［M］// Gnanamani-
ckam SS. Plant-Associated Bacteria. Dordrecht, The Netherla-nds ：
Springer Publishing, 2006 ：573-644.
［19］ Prior P, Fegan M. Recent developments in the phylogeny and
classification of Ralstonia solanacearum［J］. Acta Hortic, 2005,
695 ：127-136.
［20］ Hayward AC. Characteristics of Pseudomonas solanacearum［J］.
J Appl Bact, 1964, 27 ：265-277.
［21］ He LY, Sequeira L, Kelman A. Characteristics os strains of Pseud-
omonas solanacearum［J］. Plant Dis, 1983, 67 ：1357-1361.
［22］ Hayward AC. Ralstonia solanacearum［M］Lederberg J. Encyc-
lopedia of microbiology. San Diego, CA ：Academic Press, 2000 ：
32-42.
［23］ Stevens P, van Elsas JD. Genetic and phenotypic diversity of Rals-
tonia solanacearum biovar 2 strains obtained from Dutch waterw-
ays［J］. Antonie Van Leeuwenhoek, 2010, 97（2）：171-188.
［24］ 邹阳 , 肖崇刚 , 易龙 . 重庆地区烟草青枯病菌的生物型测定［J］.
烟草科技 , 2007, 6 ：61-64.
［25］ Guidot A, Elbaz M, Carrere S, et al. Specific genes from the potato
brown rot strains of Ralstonia solanacearum and their potential use
for strain detection［J］. Phytopathology, 2009, 99 ：1105-1112.
［26］ 徐进 , 顾刚 , 潘哲超 , 等 . 福建烟草青枯菌演化型及生化变种
鉴定研究［J］. 中国烟草学报 , 2010, 16（6）：66-71.
［27］ 潘哲超 , 徐进 , 顾钢 , 等 . 福建及贵州等地烟草青枯菌系统发
育分析［J］. 植物保护 , 2012（1）：18-23.
［28］ Stefani E, Giosue S, Mazzucchi U. Detection of latent infections
of Ralstonia solanacearum biovar 2, race 3 in tomato crops［J］.
Journal of Plant Pathology, 2005, 87（3）：167-171.
［29］ Salanoubat M, Genin S, et al. Genome sequence of the plant path-
ogen Ralstonia solanacearum［J］. Nature, 2002, 415 ：497-502.
［30］ Remenant B, et al. Genomes of three tomato pathogens within the
Ralstonia solanacearum species complex reveal significant evolutio-
nary divergence［J］. BMC Genomics, 2010, 11 ：379.
［31］ Genin S. Molecular traits controlling host range and adaptation to
plants in Ralstonia solanacearum［J］. New Phytologist, 2010,
187（4）：920-928.
［32］ Milling A, Babujee L, Allen C. Ralstonia solanacearum extracellular
polysaccharide is a specific elicitor of defense responses in wilt-
resistant tomato plants［J］. PLoS ONE, 2011, 6（1）：e15853.
［33］ Poueymiro M, Genin S. Secreted proteins from Ralstonia solanace-
arum ：a hundred tricks to kill a plant［J］. Current Opinion in
Microbiology, 2009, 12（1）：44-52.
［34］ Li ZF, Wu SL, Bai XF, et al. Genome sequence of the tobacco
bacterial wilt pathogen Ralstonia solanacearum［J］. Journal of
Bacteriology, 2011, 193（21）：6088-6089.
（责任编辑 狄艳红）