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Advances in Research on Bacterial Wilt Caused by Ra lston iasolanacea rum in Euca lyptus spp. in China

我国桉树青枯病研究进展



全 文 :林业科学研究 2007, 20 (4) : 569~575
Forest Research
  文章编号 : 100121498 (2007) 0420569207
我国桉树青枯病研究进展
吴志华 1 , 谢耀坚 3 , 罗联峰 2 , 张维耀 1
(1. 国家林业局桉树研究开发中心 ,广东 湛江 524022; 2. 国家林业局桉树研究开发中心永安分中心 ,福建 永安 366000)
摘要 :桉树青枯病害是危害桉树生产的主要病害 ,近年来桉树青枯病的流行和发生对我国南方桉树产业造成很大经
济损失。本文对当今主要桉树青枯病病害特点 ,青枯病的发生和流行因素 ,青枯假单胞杆菌对寄主桉树的致病机制
及对抗病的差异和抗病机理等研究成果和现状作一概述 ,并就存在的问题提出相应的建议。
关键词 :桉树 ;青枯病菌 ;发生流行 ;防治
中图分类号 : S792. 39 文献标识码 : A
收稿日期 : 2005212223
基金项目 : “十五”国家科技攻关项目“南方主要速生阔叶树种新品种选育及培育技术 (2002BA515B02) ”
作者简介 : 吴志华 (1974—) ,男 ,湖南涟源人 ,硕士 ,工程师 ,从事植物逆境生理生化等工作.3 通讯作者.
Advances in Research on Bacter ia lW ilt Caused by R a lston ia
so lanacea rum in Euca lyptus spp. in Ch ina
WU Zhi2hua l , X IE Yao2jian1 , LUO L ian2feng2 , ZHANG W ei2yao1
(1. China Eucalyp t Research Center, Zhanjiang 524022, Guangdong, China;
2. Yongan B ranch of China Eucalyp t Research Center, Yongan 366000, Fujian, China)
Abstract:Bacterial wilt caused by R alston ia solanacearum is a p rimary disease to Euca lyptus. The occurrence in Eu2
ca lyptus has brought great damages in south p rovinces of China. This paper reviewed the advancement involved in
R alston ia solanacearum colony characters, the symp tom and characteristics of the wilt, the mechanism of pathogenesis
induced by the bacteria and resistance exp ressed by the host trees, and the variations in resistance among tree spe2
cies, clones and virulence among pathogen isolates, and the host2pathogen interactions. The currentwilt controlmeas2
ures and some important aspects of research p roposed for the future were suggested.
Key words: eucalyp t, R alston ia solanacea rum , occurrence and ep idem ic, control
桉树 ( Euca lyptus spp. )因生态适应性广、速生、
抗逆性强、木材多用途等优点 ,已被世界热带、亚热
带地区广泛引种栽培 ;据估计全世界桉树人工林面
积 1 500万 hm2。我国桉树栽培历史长、树种多。许
多树种都适宜在广东、广西、海南、云南、江西、湖南
等省栽培 ,成为生态林、造纸林的速生丰产优良树
种。随着桉树不同树种广泛栽培 ,特别是 1985年
后 ,广东、广西、海南大面积引种尾叶桉 ( E. urophy lla
S. T. B lake)、巨尾桉 ( E. grand is H ill. ex Maiden ×E.
urophylla S. T. B lake)后 ,青枯病日趋严重。后来成
为灾害性的流行病。这类病害的病原细菌即青枯病
菌 [ R alston ia solanacea rum ( Sm ith, 1896) Yabuuchi et
a l. 1996, 又 名 Pseudom onas solanacearum ( Sm ith,
1896) Sm ith , 1914、B urkholderia solanacearum ( Sm ith
, 1896 ) Yabuuchi et a l. , 1993 或 B acillus so2
lanacearum ( Sm ith , 1896) ] ,系从根或根茎部沿维管
束侵入蔓延造成的系统性病害 ,病情不严重时病株
难以发现 ,给防治带来很大难度。随着速生桉树林
林  业  科  学  研  究 第 20卷
栽培面积的扩大 ,病害发生面积和分布范围的增加 ,
将严重限制华南桉树的发展 ,造成很大的经济损失。
本文对当今桉树青枯病的研究成果作一系统综述 ,
以利我国桉树生产的发展。
1 桉树青枯病菌形态、生理生化特征
非荧光迁移性、好氧 ,革兰氏阴性杆菌。病菌在
PDA平面培养基上表现 :菌落圆形 ,边缘整齐 ,表面
突起光滑、不透明 ,粘稠 ,先为乳白色 ,然后逐渐变为
浅褐色 ,时间长后变为褐色。病菌菌体短杆状 ,两端
钝圆形 ,大小为 1. 1~1. 7 ×0. 3~0. 6μm, 1~2根端
生鞭毛。以尼罗蓝 (N ile B lue A)染色后在显微镜下
可观察到聚羟基丁酸酯颗粒 ( poly2b2hydroxybu2
tyrate, PHB )。病菌生长温度 ,最低 4~6 ℃,最适 32
~35 ℃,最高 40~41 ℃。病菌生长最适 pH值 6. 8
~7. 2。病菌能利用蔗糖 ,乳糖 ,甘露糖 ,甘油。指示
剂由绿变黄 ,对照不变色。蔗糖利用不明显 ,指示剂
开始变色较慢 ,而甘露醇 ,果糖、乳糖反应明显 ,连续
60 d不产生气体。病菌能液化明胶 ,第 3日液化区
呈圆形 ,直径 0. 2 cm , 60 d全部液化。能还原硝酸
盐 ,不能产生吲哚 ,但能产生氨。甲基红 ,乙酰甲基
甲醇反应为阴性。不能水解淀粉 ,石蕊牛乳变红色。
2 青枯病菌学名演变和生物型测定
1864年在印度尼西亚种植的烟草 (N icotiana
tabacum L. )上首次发现 ,以后在中美洲和美国的佛
罗里达州也相继发现此病 [ 1 ] ,是一种分布宽地域和
极具有广泛性寄主的世界性细菌病害 (超过 40多个
科 450多个植物品种 ) ,如番茄 (L ycopersicon escu len2
tum M ill) , 土豆 (Solannum tuberosum L. ) ,烟草 (N ic2
otiana tabacum L. ) ,茄子 ( S olanum m elongena L. ) ,
豆科 (Legum inosae ) 植物 [花生 ( A rach is hypogaea
L. ) ,法国豆 ( Phaseolus vu lgaris L. ) ] ,还包括少数单
子叶植物 [主要是蕉类 (M usa spp. ) ,生姜 ( Z ing iber
off icina le Roscoe) ]和几个树种和灌木 [桉树 ,木麻黄
(Casuarina equ isetifolia L. ) ,橄榄树 (O lea europaea
L. ) ,桑树 (M orus a lba L. ) ,木薯 (M anihot escu len ta
Crantz) ] ,甚至拟南芥菜 [ A rabidopsis tha liana (L. )
Heynh. ] [ 2 ]。1896年美国的 Erwin Sm ith将该病的
病原命名为青枯假单胞杆菌或茄青枯菌 ( Pseudo2
m onas solanacearum Sm ith)。该菌的表型和基因型
多样性 ,一般来说 ,根据感染宿主类型分为五大类 ,
根据生化特性分为六个生物型 ,通常认为生物型 Ⅱ
归属于生理小种 3[ 2 ]。以 RFLP分析 ,分为起源亚洲
和美洲两大类 [ 3 ] ,前者主要是生物型 Ⅲ、Ⅳ和 Ⅴ, 后
者为生物型 Ⅰ、Ⅱ和 N2。1992年 Yabuuchi等根据
DNA2DNA, DNA2RNA分子杂交和同源性分析的结
果 , 将其更名为 B urkholderia solanacearum 菌 [ 4 ]。
Yabuuchi等 [ 5 ] 1995年建立新属 Ra lston ia属 ,并根据
表型特征、脂肪酸图谱 , rRNA2DNA 分子杂交和
16 srRNA序列分析的结果 ,再次将青枯病菌更名为
R alston ia solanacearum Sm ith。1988年 ,吴清平等 [ 6 ]
将我国桉树青枯病菌鉴定为青枯假单胞杆菌
( Pseudom onas solanacea rum Sm ith ) ,属生理小种 1
号 ,生物型 Ⅲ。1993年 ,林雪坚等 [ 7 ]对从不同地区、
不同桉树品种上分离的青枯病菌进行了分类鉴定 ,
其结果与吴清平等报道的相同。1990 年 , D ianese
等 [ 8 ]测定了桉树青枯病菌的 9个菌株对番茄、辣椒
(Capsicum annuum L. )和茄子的致病性 ,发现所有
菌株均可以侵染番茄和茄子 ,属于生理小种 1号 ;但
却不能酸化纤维二糖、己六醇、乳糖、麦芽糖、甘露醇
和山梨醇等 6种 C源 ,属于生物型 Ⅰ[ 8 ]。1997年南
非 Natal省首次发生桉树青枯病 ,根据该病原菌的形
态特征、染色反应结果以及培养特性 ,病原被鉴定为
R alston ia solanacearum ( Sm ith) ,其生理小种及生物
型的测定与吴清平等报道一致 [ 9 ]。 2000 年 Roux
等 [ 10 ]也报道了刚果的桉树青枯病 ,其病原属生物
型 Ⅲ。
吴光金等 [ 11 ]对广东、广西、海南桉树青枯病流
行区病菌标样 51个菌株进行病菌和生物型的鉴定。
发现 3个省 (区 )的桉树青枯病菌主要是小种 1号 ;
在广西、海南的菌株中 ,还有小种 2号和 3号病菌 ;
生物型主要归属 Ⅱ号 , Ⅲ号和 Ⅴ号出现频率较少 ;有
的菌株生物型鉴定结果难归入 Hayward的 5个生物
型中 ,可能有其他生物型 (表 1)。
表 1 桉树青枯菌生物型及分布情况
生物型 寄主种类
病害流行
区类型
分布地区
Ⅱ 尾叶桉 重病区 广东省湛江市、吴川市、海南省
Ⅲ 尾叶桉、巨尾桉、雷林 1号各类病区 广东省、广西区、海南省
Ⅴ 尾叶桉、8051、巨尾桉 一般病区 广东省雷州市、广西、其他
(其他 ) 尾叶桉、巨尾桉 重病区 广东省
由于在亚热带和热带的青枯病具有很强的地域
性 ,以及青枯病能适应一些当地气候而发生变异等
缘故 ,使一些报道往往不一致 ,但一般来说澳大利亚
075
第 4期 吴志华等 :我国桉树青枯病研究进展
和亚洲青枯病菌株属于生理小种 1号 ,生物型 Ⅲ,而
南美洲桉树青枯病多属于小种 1号 ,生物型 Ⅰ。
3 青枯病菌与植物互作机制
根据革兰氏阴性病原物表面上或分泌的与寄主
的互作的蛋白质因子 ( factors) ,分泌途径分为 I至
IV类型 , R alston ia solanacearum 属于分泌蛋白型细
菌 (p roteobacteria)的 III类型 [ 12, 13 ]。 III类蛋白分泌
类型是引起植物防御过敏反应 ( hypersensitive re2
sponse, HR)所必须的。而 HR表现的一个典型特征
为受病原物感染的部位细胞迅速出现坏死 ,死亡的
组织迅速水解 ,阻断了病原物的营养供应 ,同时这过
程中引起氧化迸发 ( oxidative burst) ,引起 O -2 和 H2
O2的积累 ,产生强氧化信号使细胞内 Ca2 + 水平提
高 , Ca2 +和 H2 O2作为信号分子直接或间接激发蛋白
激酶介导的一个主动死亡。在这死亡过程中氧化迸
发产生的活性氧如 H2 O2和 O -2 既能有效地直接杀灭
侵袭的病菌 ,同时参与细胞壁木质化及有关蛋白质
与细胞壁的交联 ,强化细胞阻断病原物进一步侵袭 ;
另外与其他抗病信号分子一起启动防御基因表达、
如使植保素 ( phytoalexin)、病程相关蛋白质 ( patho2
gensis2related p roteins, PRP)、抗氧化体系等形成 ,结
果使植物具有系统获得性抗性 ( system acquired re2
sistance, SAR )。这是植物抗病品种的一个显著
特征。
细菌病原物对宿主植物中的敏感植物具有致病
性和对抗性植物引起的 HR反应取决于其 hrp ( hy2
persensitive response and pathogenicity, hrp )基因 ,这
是广泛作为植物致病蛋白分泌中第 III类型的一个
主要特征。不过能引起一些植物发生 HR或致病的
一些类蛋白的激发子 ( elicitors) ,其分泌作用方式属
于胞外分泌 ,例如 E rw in ia am ylovora (Burrill, 1882)
W inslow et a l, 1920和 Pseudom onas syringae的 hrp基
因发生编码突变变异菌株 ,对宿主无致病力 ,其编码
的蛋白质分泌类似于第 III类型的蛋白 ,它能侵染非
寄主植物组织 ,引起植物发生 HR[ 14, 15 ]。是否病原
物侵染植物引起感病或引起明显的 HR还很大程度
取决于寄主相应的主要抗病基因与病原物的无毒基
因 avr( avirulence gene)。 avr基因突变往往会引起
以前对其有抗性的植株感病 ,同样转入 R基因至感
病植物中会提高其抗性。抗性植物表现出抗病是由
于寄主植物单个的显性抗病基因与病原物的无毒基
因互作表现出不亲和性缘故 ,即病原的无毒 avr基
因编码的蛋白质产物作为配体直接与植物抗病 R基
因编码的受体蛋白相结合 ,两蛋白相互作用激活细
胞中的信号级联放大途径 ,使植物发生 HR,最后表
现出抗病防卫反应 (即基因对基因学说 [ 16 ] )。
4 桉树青枯病的分布与宿主
青枯病主要分布于热带、亚热带及温带适宜地
区。在国外 , Sudo等于 1983年首先对巴西 M inas
Gerais州的桉树青枯病做了报道。此病在澳大利
亚 [ 17 ]、南非 [ 9 ]、委内瑞拉 [ 18 ]、印度尼西亚、马来西
亚、马来群岛、缅甸 [ 19 ]、刚果和乌干达等国 [ 10, 20 ]也被
陆续报道。在巴西 ,青枯病主要危害粗皮桉 ( E. pel2
lita F Muell)、尾叶桉、巨桉 ( E. grand is W. H ill. ex
Maiden)和迈索尔桉 (Mysore gum /Mysore hybrid )
( E. tereticorn is Sm ith)等树种 ,粗皮桉 6至 15个月生
幼树的死亡率达 17% [ 8 ]。在南非 ,此病只危害巨桉
和赤桉 ( E. cam aldu lensis Dehnh)的杂交无性系 ( E.
grand is ×E. cam a ldu lensis)。在刚果 ,主要危害尾巨
桉 ( E. urophylla ×E. grand is)和尾叶桉与粗皮桉的
杂交无性系 ( E. u rophy lla ×E. pellita)的无性系 ,而在
乌干达 ,则只危害 2年生以下的巨桉幼树 [ 10, 20 ]。
在我国桉树青枯病最早于 1982年广西柳桉 ( E.
sa ligna Sm ith)和巨桉等幼树上发现 [ 21 ] ,此后 ,在广
东、云南、海南、福建和台湾等省区也相继发生 [ 22 ]。
此病在广东、广西和海南时有发生和流行。吴清平
等 1988 年报道青枯病对桉树幼树致死率达到
10% [ 23 ] ,而 1999年报道桉树在青枯病流行区域 ,发
病率达到 20% ~40% ,而重病区则高达 90%以上 ,
发病累计面积已近 10万 hm2 [ 24 ] ,其中以栽培面积
最大的巨尾桉和尾叶桉发病最严重。
桉树对青枯病的抗性由多因素决定 ,常见的一
些桉树对青枯病的抗性情况如下 :
高抗性品种有赤桉、窿缘桉 ( E. exserta F.
Muell) ,柠檬桉 ( E. citriodora W. J. Hooker) ,刚果桉
( E. abl或 E. tereticorn is Sm ith[ 25 ] ) ,雷林 33 ( E. lei2
chou33) ,窿缘桉 83002 ( E. exserta F. Muell 83002) ,
刚果 12号桉 A2 ( E. abl 12 A2) ,刚果桉 12号桉 A5
( E. abl 12 A5) ,刚果 12号桉 W 4 ( E. abl 12 W 4)等
10个树种和无性系 ;中抗型的有雷林 1号 ( E. lei2
chou No. 1 ) ,尾叶桉 1 号 ( E. urophylla S. T. B lake
No. 1) ;敏感品种有柳桉 ,尾叶桉 ,雷林 8051 ( E. lei2
chou 8051) ,巨桉 ,巨尾桉 ,尾叶桉 2号 ( E. urophylla
S. T. B lake No. 2) ,刚果 12号桉 ,赤桉 1392 ( E. ca2
175
林  业  科  学  研  究 第 20卷
m aldu lensis Dehnh 1392 ) , 弹 丸 桉 ( E. pilu laris
Sm ith)。小果灰桉 ( E. prpopinqua Deane et Maid2
en) ,树脂桉 ( E. resin ifera Sm ith) ,粗皮桉 ,细叶桉
( E. teriticorn is Sm ith) ,多枝桉 ( E. vim ina lis Labill) ,
毛皮桉与巨桉的杂交种 ( E. m acarthurii Deane et
Maiden ×E. grand is)。
5 桉树青枯病的症状和发病规律
病菌在土壤中主要通过根部自然孔口或伤口侵
入 ,沿输导组织繁殖扩展 ,使病部变褐坏死 ,叶片失
水萎蔫 ,根系腐烂变黑 ,坏死的根茎有发酵味 ,横切
后经保湿数分钟即出现黄褐色或乳白色细菌溢脓。
重病株根茎部至树干韧皮部出现褐色坏死 (老茎、根
表现更明显 )。整个感病期间 ,桉树生长势弱 ,叶片
黄化或变紫 ,后期大量脱落 ,出现偏枯或整株枯萎
死亡。
一般来说 ,桉树种植 3~4 a时才出现细菌枯
萎 ,但其中约 18个月桉树幼树时病情最严重 ,感染
的幼树上病症表现更快 ,在巴西当幼苗移栽 2个月
后就表现出来 , 6个月时症状显著。一般感病株移
栽 15个月后全部枯死。对 2~4年生染病桉树调查
发现根部腐烂 ,加之病菌对次生组织进一步的侵袭 ,
更易遭风刮断和受白蚁攻击。
桉树青枯病发病或流行主要有以下几个原因 :
(1)栽培条件
桉树青枯菌是一种典型的土壤生息细菌 ,在土
壤中可存活 3 a以上 [ 26 ] ,因此 ,病区的土壤和垃圾肥
以及病株残体是青枯病病菌的重要来源。原先为木
麻黄 (Casuarina spp. )青枯病发生或流行区 ,或栽培
过易感染青枯病菌的烟草、番茄等作物 ,均会导致土
壤病菌积累数量多、诱发出病害。栽培密度不适均
可引起病害发生。
(2)土壤养分
土壤养分不足导致青枯病的发作 [ 27, 28 ] ,可能因
青枯病菌侵袭过程中会分泌能分解细胞壁的蛋白
酶 ,同时病菌侵染木质部后往往易在导管里形成“粘
液 ”,阻塞水分输导 ,一些营养物质可有效地抑制这
类酶的降解作用 ,或能防止和削弱病菌形成粘液 ;另
外充足的养分能增强植株系统抗性 ,加强植株对病
菌的防御 ,有利于植株恢复。
(3)气象因子
一般来说 ,高温多湿的环境易发病。在华南地
区 , 4—11月 ,温度适宜 ,雨量充沛 ,台风等均可导致
青枯病菌在土壤中生长繁殖和传播 ,一般来说高温
多雨的 6—8 月为发病高峰期 , 9—10 月病树枯
死期。
(4)树种、种源和树龄
与其他病害一样 ,不同树种间 ,同一树种不同种
源间的感病程度 ,由于其生理、生态等原因的差异而
在不同地区表现出的抗病性也不大相同。近些年来
大面积推广速生、对青枯病敏感的单一的尾叶桉和
巨尾桉树种有助于病菌传播。目前生产中使用的大
多数抗病桉树无性系 ,通过组培连续扩繁 ,抗病遗传
性状会逐渐消失。一些抗病无性系在组培苗工厂使
用 3 a后对青枯病的抗性就明显降低 ,不同无性系
的抗病性衰退速度不同 [ 29 ]。
6 桉树青枯病的防治和控制
6. 1 加强抗病品种或品系选育研究
由于桉树青枯病是以根部传染为主的一种维管
束病害 ,地面化学防治效果不明显 ,选育和推广抗病
品种是防治青枯病流行的根本策略。沈文生等 [ 30 ]
选育出的多个抗青枯病的无性系 ,在两广大量推广 ,
均未发现青枯病。吴光金等 [ 31 ]在桉树抗青枯病树
种和无性系的鉴定中发现 ,桉树树种和无性系抗青
枯病特性存在着明显的差异 ,并选育出赤桉、窿缘
桉、柠檬桉、刚果桉等 10个高抗型树种和无性系。
D ianese [ 8 ] 1985年对巴西 6种桉树的 18个品系进行
了抗青枯病的筛选实验 , 得出剥桉 ( E. deg lupta
B lume)、粗皮桉和迈索尔桉 4个品系对桉树青枯病
有很强的抗性 ,林间接种后发病率为零 ,不同树种和
地理种源的桉树对青枯病的抗性有显著差异。
6. 2 非生物防治
迄今为止 ,还没有一种农药可有效地控制青枯
病的发生。用茶麸水加波尔多液加其它措施 ,对刚
感病病株分期施药处理 ,有一定防治效果。但由于
林木面积较大 ,施药花工费事 ,用药量大 ,成本也较
高并造成环境污染 ,推广困难 [ 32 ]。一般来说 ,一发
现有少量的植株发生青枯病时 ,应及时将病株挖除 ,
集中烧毁 ,病穴及其周围土壤用 1∶100倍福尔马林
液或含 1%有效氯漂白粉液消毒 ,进行消毒时要使
消毒液充分渗透到土层中彻底杀灭病原细菌。
6. 3 生物防治
生物防治是通过其它生物的作用来减少病原物
的生存和活动 ,从而减轻病害发生的方法。目前 ,对
于植物病害 ,使用最多的生物防治试剂是各种微生
275
第 4期 吴志华等 :我国桉树青枯病研究进展
物 (包括真菌、细菌、噬菌体和病毒 )及其它们的代
谢产物。由于生物防治具有经济、安全、有效期长且
无公害等特点 ,因此有着广阔应用前景。主要是利
用以下几方面原理 :
(1)拮抗作用
利用生防菌 ,如一些无毒青枯病菌株、假单胞杆
菌 ( Pseudom onas spp. )、芽孢杆菌 (B acillus spp. )、
链霉菌 (S treptom yces spp. )等 ,分泌的各种抗生素或
可降解病原物的酶 ,直接作用于病原菌 ,杀死病菌或
抑制其生长和繁殖。Ran 利用荧光假单胞杆菌
Pseudom ona. f luorecens WCS374 r, WCS417 r 和
CHA0 r菌株和转抗生素基因的恶臭假单胞杆菌
Pseudom ona. pu tida WCS358: phl菌株进行桉树青枯
病防治试验。结果发现 ,通过浸根 ,WCS417 r可以降
低幼苗发病率 30% ~45% ,而转基因菌株减少苗木
发病率 24% ~28%。同时还发现 ,细菌产生的嗜铁
素可以诱导桉树抵御青枯病 [ 33 ]。通过从自然界直
接分离或对有毒菌株诱变或遗传改造获得无毒青枯
病菌株产细菌素进行生物防治。董春等 [ 34 ]报道对
我国南方 15种寄主植物的 135个青枯菌株的产细
菌素能力进行了测定 ,结果表明 ,能产生细菌素的菌
株有 59个 ,占总数的 43. 7%。这些菌株产生的细菌
素的专化性不同 ,其中番茄菌株 Tm3、烟草菌株
Tb30、桑树菌株 M1和桉树菌株 Eul都有较强的抑菌
能力和较广的抑菌谱。
(2)隔离病菌的侵染位点或营养竞争
利用专化外生菌根菌和桉树根系共同建立的互
惠共生体系 ,提高了桉树利用土壤资源的能力 ,菌根
能产生多种植物激素和生长调节物质 ,调控植物生
理活动 ,促进桉树健康地生长 ,提高桉树的抗病性 ,
同时共生菌在根际土壤大量繁殖 ,抢占了有利的物
理学和生物学位点 ,对病原菌侵染造成物理隔离或
生态排斥效应 ,使病原菌无法接近侵染位点。
弓明钦等 [ 24 ]测定了外生菌根菌 ( ectom ycorrh iza,
EM /ECM )对青枯病菌的拮抗活性 ,结果表明 , 8个
菌株对青枯病菌均有不同程度的抑菌效果 :桉树苗
菌根化后人工接种青枯病菌可降低发病率 40% ~
73% ;菌根化苗在重病区造林 ,发病率降低 20% ~
39%。对尾叶桉和巨尾桉两种幼苗进行青枯病菌的
人工接种结果表明 : AM ( vesicu lar arbuscu lar m ycor2
rh iza, AM /VAM丛枝菌根菌 )菌根苗比无菌根苗的
发病率降低 10% ~40% ,而幼树的高生长可增加
12% ~39% ; AM 菌对青枯病的防治效果优于外生
菌根 (即 ECM )的效果 ,其中以 AM6008和 AM9004
菌株的效果最好 ,而 AM3006的效果较差 ;大田试验
结果表明 ,经 AM菌根化的幼苗对青枯病的抗病作
用较强 ,发病率可下降 10. 0% ~17. 5% [ 35 ]。但 Mo2
lina等报道 [ 36 ] ,菌根对不同植物具有专化性。
(3)诱导抗病
利用诱导因子诱发植物自身的免疫反应 (主要
是防御基因响应 ) ,提高抗病能力 ,减轻发病程度 ,从
而控制疾病蔓延的防治病害的策略。植物 2病原物
之间互作是以两者间的相互识别开始的 ,因此任何
启动防御反应机制的外源物质 (非生物因子和生物
因子 )均可增强植物的系统抗性。冉隆贤等 [ 37 ]对尾
叶桉幼苗以 1~5 mmol的水杨酸淋根处理 ,发现可
以诱导桉树苗显著地增强对青枯病的抗性 ,其中以
5 mmol最佳。
6. 4 利用抗青枯病的分子作用机制与转基因
中国农科院植保所采用转座子 Tn5诱变 P. so2
lanacearum ,获得了世界首例植物青枯菌胞外蛋白输
出缺失突变体 (简称 eep突变体 )。该突变体在缺失
了多种胞外蛋白外输功能后 ,也失去了对寄主的致
病力。eep突变体接种到植物体内后 ,在局部范围
内有一定的定殖能力。温室和田间小区生防试验
中 ,该突变体在 30 d以内有一定防治效果 [ 38 ]。
目前转基因比较熟悉的属几丁质酶基因和 β2
1, 32葡聚糖酶基因 ,分别编码几丁质酶 ( EC3. 2. 1.
14)和β21, 32葡聚糖酶 ( EC3. 2. 1. 39)。这两种酶广
泛存在于植物体内 ,是目前报道最多的两种病程相
关蛋白 ,催化水解侵入病菌的新生细胞壁的几丁质
酶和β21, 32葡聚糖 ,同时会产生广谱性抗性。张景
宁等 [ 39 ]报道 ,柞蚕杀菌肽对桉树青枯假单胞杆菌有
杀灭作用。邵志芳等 [ 40 ]将柞蚕抗菌肽 D基因转化
尾叶桉叶盘 ,并整合到基因组中 ,获得了转基因尾叶
桉苗。接种青枯菌后存活率比对照组明显提高 ,且
发病较慢 ,说明转基因桉树能提高对青枯病的抗性。
还有一些转 BO基因 (一个从细菌分离出的编码质
子泵蛋白基因 )、PAP基因 [来源于美洲商陆 ( Phyto2
lacca acinosa Roxb)的抗病毒蛋白的基因 ,去掉 C2末
端数个序列 ,对植物无毒 ]和 GO (编码葡萄糖氧化
酶的基因 )报道 ,发现能诱导植株的防御反应 ,提高
抗性。但目前有关桉树这方面的报道还没有。但是
转基因技术本身存在着如基因沉默 ( gene silen2
cing)、基因丢失、难以获得高效的表达和稳定的遗
传体系 ,转基因植株与其他亲缘种之间的基因流动
375
林  业  科  学  研  究 第 20卷
会造成基因逃逸带来危害等问题 ,决定了转基因植
物植株的应用和推广仍需一段时间。
6. 5 改变耕作、改善栽培措施和加强检疫
提倡采用合理轮作、间作 ,清洁林地 ,尽可能与
其他树种混交或与禾本科 ( Gram ineae)作物轮作 4~
5 a,整地时可适当施用石灰等碱性肥料 ,降低土壤
酸度以抑制病原细菌生长 ,增施钾肥和硝酸钙代替
铵类氮肥可有效地抑制青枯病的繁衍。加强林地管
理等措施来减少病菌侵染源 ,控制传播途径和提高
桉树自身的抗性 ,对 3年生以内的林分要加强管理 ,
定期观察 ,尤其是沿海地区 ,台风后发现零星病株要
及时连根挖除和烧毁 ,并对土壤消毒。完善管理 ,使
用不带病菌的土壤和土壤混合物培育无病苗木 ,最
好采用无土基质苗 ,强化检疫防止病害扩散及病苗
上山 ,对出圃前的苗木进行检疫 ,有效地阻止青枯病
的发展和蔓延。
7 问题与展望
尽管桉树青枯病发生普遍 ,危害性大 ,病原菌与
寄主交互作用关系复杂而且防治困难。但要从根本
上解决这一问题 ,除了采用对付土传性细菌等一般
管理办法外 ,如加强育种关、推广抗青枯病品种、育
苗过程中采取防止苗期感染的预防措施、沿海台风
后受伤桉树防青枯病感染处理、严重桉树青枯病发
病区病株的清除和品种改种、改变改善收获、耕作栽
培措施、采用促进杀灭或抑制病菌的方法 (太阳照
晒、化学试剂或生物制剂处理 )和材料 ,有必要加强
以下几个方面基础研究和应用 :
(1)进一步加强桉树青枯病害发生及流行规律
的研究
深入研究桉树青枯病害的发生、发展、流行规律
及其与当地生物、环境间的关系机制 ,明确影响青枯
病暴发的主要因子 ,研究桉树生长期间病害流行的
气象等指标 ,建立健全和完善青枯病病害的预测
模型。
(2)加强高新技术在青枯病害预测预报上的研
究应用
探索 RAPD、EL ISA等新技术在病害检测、预报
上的应用 ,提高青枯病病害测报的准确性和时效性。
利用现代信息技术 ,结合桉树青枯病的发生预测模
型 ,建立桉树病害防治专家系统 ,同时建立病害发生
防治数据库 ,提供及时准确的服务。
(3)加强生物技术的研究与应用
一是从分子水平探明青枯病变化、繁殖、抗性等
机制 ,研究桉树、病害和生物天敌 (如抗青枯病菌的
根际微生物 )三个不同互作机理 ,有效地探讨对天敌
保护与利用的生态学基础 ,及高效天敌的引进和本
地天敌的改造、扩繁技术。二是土壤成分、有机质等
肥料质量、组成和青枯病菌的互作关系 ,明确其中物
理化学的变化过程。三是开发新型无公害的生物农
药 ,如 :微生物 (细菌、真菌、病毒等 )农药 ,植物源农
药等。四是加强桉树转基因工程技术的研究与应
用 ,培育出优质、多抗的桉树新品种。如作者根据诱
导型启动子的保守系列 ,设计出引物克隆青枯病诱
导型启动子。并将细菌诱导型启动子与植物过敏反
应促进蛋白基因 ( Pflp和 Harp ,台湾植物研究所冯腾
永教授提供 )一起构建出多价融合基因 ,并转入尾叶
桉 ,初步研究表明转基因植株有着较广的强抗病力
(未发表资料 )。
(4)加强抗性的研究与推广
由于青枯病的寄主范围广 ,青枯病菌在南方土
壤中普遍存在 ,对大面积带菌林地进行土壤消毒从
经济与技术水平上来看是不现实的 ,决定了桉树青
枯病的防治有其特殊性和困难性 ,培育抗病品种是
防治青枯病的根本途径。但由于初始投入大、育种
周期长、病原菌变异等原因 ,有必要加强以下三个方
面研究应用 :一是加强抗原的鉴定与筛选等基础研
究 ;二是传统育种技术与现代生物技术相结合 ,通过
新技术应用加快强抗病桉树新品种的选育步伐 ;三
是对自育和引进的新品种应加快试验、示范与推广
应用。
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