免费文献传递   相关文献

一种引起茄科作物病害的病原:Candidatus Liberibacter solanacearum



全 文 :水剂、18%杀虫双水剂、40%氧乐果乳油 3 种药剂
对星天牛成虫防治都有一定效果,但同一种药剂随
着稀释倍数的增大,48h 杀灭星天牛成虫的死亡率
下降,星天牛成虫 100%死亡平均时间随之延长,因
此同一种药剂随着稀释倍数的增大,防治星天牛成
虫药效下降。其中,绿色威雷具有施药间隔长、低
毒、高效、安全的优势,建议出口星天牛寄主植物种
植企业可优先采用,但应适当交替使用上述 3 种药
剂以避免产生抗药性。
考虑到实际施药不可能全覆盖,加上雨水冲刷
等原因将降低药效,因此实际施药应通过选用较小
稀释倍数的药剂处理或增加施药频度来保证处理
有效。同时,应认识到做好网室隔离才是解决出口
槭属植物星天牛防控问题的关键,药剂处理只能起
到一定的辅助作用。由于出口用槭属植物小苗集
中供货地的种植户短时间内还很难改变传统粗放
的星天牛防治方式,采用本试验的有效药剂处理方
法防控星天牛,将大大减轻出口槭属植物种植阶段
星天牛防控压力。
参考文献
[1] 王江岭,顾建锋,崔俊霞,等. 宁波出口盆栽植物星天牛综合
防控措施研究. 安徽农业科学,2010,38(33) :18911 -
18912,18915.
[2] 张怡,李剐,戴建昌,等. 自流式树干注药防治杨树光肩星天
牛幼虫研究.西北农业学报,2001,10(2) :87 - 90.
[3] 张新才,李桂亭,洪家保.注干法施用吡虫啉对光肩星天牛幼
虫的防治效果. 南京林业大学学报(自然科学版) ,2005,29
(4) :41 - 44.
[4] 詹国平,王跃进,王新,等. 防腐剂杀灭光肩星天牛幼虫的初
步试验.植物检疫,2006,20(2) :84 - 85.
[5] 王跃进,王新,詹国平,等. 辐照对光肩星天牛幼虫发育的影
响.核农学报,2006,20(6) :527 - 530.
[6] 李跃飞,王友定,龚国斌. 15%吡虫啉微胶囊剂防治三角枫等
星天牛试验.安徽农业科学,2006,34(7) :129.
[7] 李跃飞. 几种药剂防治星天牛的比较研究. 安徽农业科学,
2008,36(10) :4166 - 4169.
[8] 林明光,陈义群,张宁,等. 几种药剂浸泡处理原木段杀虫实
验.植物检疫,2006,20(4) :220 - 221.
[9] 王江岭,张慧丽,顾建锋,等. 几种药剂对苗木中星天牛幼虫
毒杀效果初探. 植物检疫,2011,25(3) :48 - 51.
一种引起茄科作物病害的病原:Candidatus Liberibacter
solanacearum
田 茜 牟海青 赵文军* 朱水芳
(中国检验检疫科学研究院动植物检疫研究所 北京 100029)
* 通讯作者:E - mail:wenjunzhao@ 188. com
收稿日期:2011 - 12 - 06
A new species associated with diseases of Solanaceous crops:Candidatus Liberibacter solanacearum. Tian
Qian,Mou Haiqing,Zhao Wenjun* ,Zhu Shuifang (Institute of Plant Quarantine,Chinese Academy of Inspec-
tion and Quarantine,Beijing 100029,China)
Abstract Candidatus Liberibacter solanacearum was first identified and named by Liefting et al. in 2009. It is
the causal agent of a new disease of plant in the family Solanaceae,which causes serious plant decline and great
yield loss. This paper gives a general introduction of identification,host range,geographical distribution,transmis-
sion,damage and management of this new pathogen,in order to arouse attention and help to prevent the invasion.
Key words Candidatus Liberibacter solanacearum;host;distribution;transmission;damage
摘要 Candidatus Liberibacter solanacearum是 Liefting等人于 2009 年鉴定并命名的一种能够引起茄科
作物病害的新病原,该病菌可引起茄科作物植株矮化、畸形并造成巨大的经济损失。目前该病菌在我国尚
无分布。本文从病原鉴定、寄主范围、地理分布、传播途径、危害情况及防控措施等几方面对该病菌进行了
简要介绍,以期引起重视,并为防范其入侵提供参考。
—13—
2012 年第 2 期 植物检疫 PLANT QUARANTINE Vol. 26 No. 2
关键词 Candidatus Liberibacter solanacearum;寄主;分布;传播;危害
中图分类号 S41 - 30
Candidatus Liberibacter solanacearum 是一种严
重危害马铃薯、番茄等茄科作物的新病原。受该病
菌侵染的作物长势衰弱,产量大幅降低,甚至绝产,
更为重要的是,Ca. L. solanacearum 被证明与马铃
薯上的毁灭性病害斑马片病(Zebra chip)相关[1],
该病害在美国、墨西哥、新西兰、芬兰等地均已有发
生,目前我国还无发生危害的报道。茄科作物是我
国重要的经济作物,若该病菌传入我国,将对我国
的马铃薯、番茄、辣椒等产业造成严重威胁。本文
对该病原菌及其引起的病害进行了简要介绍,以期
引起重视,并为其防控提供帮助。
1 危害及症状
2008 年在新西兰奥克兰温室内种植的番茄和
辣椒上发生了由 Ca. L. solanacearum 引起的新病
害,造成约 100 万新西兰元的损失[2]。随后美国和
墨西哥的番茄上也发生了该病害[3,4]。番茄受侵染
后的症状主要有:植株生长受阻,新叶褪绿黄化,上
部叶片变尖,有的品种中脉变紫,受害严重的叶片
有时中脉卷曲形成杯状(图 1,A ~ C) ,果实畸形,呈
草莓状,果实子房室发育不均衡,有时甚至不结果,
导致产量降低,但在不同品种番茄植株上引起的病
害严重程度及发病率不同。辣椒受侵染后叶变黄
或灰绿色,节间变短,叶顶变尖,向上卷曲,分生组
织坏死,花不育,植株矮缩(图 1,D ~ E)。
2010 年 Munyaneza 等[5]从芬兰南部被胡萝卜
木虱(T. apicalis)危害过的发病胡萝卜(Daucus
carota)上也检测到了 Ca. L. solanacearum,这是该
病菌在茄科作物以外的植物为害的首次报道。
2011 年在挪威和瑞典的胡萝卜上也发现了该病害,
发病率达到 70% ~ 80%[6,7]。被侵染的胡萝卜表
现出叶片卷曲、黄化,芽和根发育受阻,次生根增生
等症状。
图 1 被 Ca. L. solanacearum侵染的番茄及辣椒症状[2]
A.表现黄萎的番茄植株;B.番茄顶部叶片变尖,中脉变紫;C.番茄叶片变黄、卷曲;D.表现黄萎的辣椒植株;E.辣椒叶片向上卷曲成杯状
—23—
2012 年第 2 期 植物检疫 PLANT QUARANTINE Vol. 26 No. 2
虽然 Ca. L. solanacearum 是在新西兰番茄上
被首次发现并鉴定的,但 2009 年 Abad 等[1]使用
Ca. L. solanacearum 的特异性检测引物从美国发
生斑马片病(Zebra chip)的马铃薯植株上也检测到
了该病菌,首次证明了该病菌与斑马片病相关。斑
马片病最早于 1994 年在墨西哥发现,2000 年美国
德克萨斯州也发生了该病,造成了数百万美元的损
失[8]。随后美国国内布拉斯加州、科罗拉多州、新
墨西哥州、亚利桑那州、内华达、加利福尼亚、堪萨
斯州以及新西兰等多地也相继发现了该病[9,10]。
受侵染的马铃薯块茎出现坏疽斑和条纹(图
2,A ~ B) ,薯片经油炸后黑色条纹会更加明显(图
2,C ~ D) ,很像斑马身上的条纹,该病害因此得名
斑马片病。马铃薯植株受侵染后的症状包括叶变
小(图 2,E) ,生长点变紫(图 2,F) ,节间变短,茎粗
大,腋芽肿胀,茎空洞等。
Munyaneza等[11]的研究发现温度对 Ca. L. so-
lanacearum和 ZC病害症状的表现有很大影响。当
温度小于 17℃时病菌的生长速度明显减慢,当温度
高于 32℃时对病菌生长不利,会阻碍病害的发展。
Ca. L. solanacearum在马铃薯上的最适温度为 25
~ 30℃,与同属于韧皮部杆菌的柑橘黄龙病菌相
比,其对热比较敏感。
图 2 受 Ca. L. solanacearum侵染的马铃薯症状[9]
A.带病马铃薯块茎上的坏疽斑;B.块茎髓射线上的条纹;C ~ D.带病薯片经加工后黑色条纹更加明显;E.患病植株的小叶症状;F.患病植株
生长点变紫
—33—
2012 年第 2 期 植物检疫 PLANT QUARANTINE Vol. 26 No. 2
2 病原的鉴定及研究
2008 年在新西兰发生该病害后,Liefting 等[2]
利用透射电镜从番茄和辣椒病叶韧皮部筛管内观
察到了大量大小约为 0. 2μm × 4μm 的类细菌(图
3)。引起植物病害的类细菌中研究较为深入的为
与柑橘黄龙病相关的 Candidatus Liberibacter 的 3
个候选种,即亚洲柑橘黄龙病菌(Ca. L. asiatic-
us)、非洲柑橘黄龙病菌(Ca. L. africanus)及美洲
柑橘黄龙病菌(Ca. L. americanus)[12,13],此前无番
茄或辣椒上发现类细菌的报道。
图 3 受侵染的番茄筛管组织透射电镜照片[2]
小箭头指示的为类细菌的横截面,大箭头指示的为类细菌的纵截面
A.低倍镜下的筛管组织;B.高倍镜下类细菌的横截面;C.高倍镜下
类细菌的纵截面
Liefting 等将该病菌的 16S rRNA 基因、16S /
23S rRNA间隔区及 rplKAJL - rpoBC操纵子序列与
柑橘黄龙病菌的序列进行了比对分析,结果显示该
病菌与柑橘黄龙病病原菌具有较高的同源性(表
1)。基于上述基因序列的系统发育学研究显示该
病菌属于 Candidatus Liberibacter,但与已知的侵染
柑橘的 3 个 Candidatus Liberibacter 候选种未聚在
一类群,而独立为一个新类群。因此,Liefting 等将
该新发现的类细菌定为 Candidatus Liberibacter 的
一个新候选种,并根据其寄主范围将其命名为 Can-
didatus Liberibacter solanacearum。目前,Lin [14]等
已经完成了一株从马铃薯木虱上分离到的 Ca. L.
solanacearum菌株的全基因组测序,为该病菌的进
一步研究提供了基础数据。
3 寄主范围及地理分布
Ca. L. solanacearum为首个发现的可自然侵染
芸香科(Rutaceae)以外植物的 Candidatus Liberibact-
er候选种。根据以往报道,Candidatus Liberibacter只
可自然侵染柑橘和其他芸香科植物。Ca. L. so-
lanacearum的寄主植物主要包括马铃薯(Solanum tu-
berosum)、番茄(Lycopersicon esculentum)、辣椒(Capsi-
cum annuum)和胡萝卜(Daucus carota)。此外,在树
番茄 (Solanum betaceum)、灯笼果(Physalis peruvi-
ana)和智利辣椒(Capsicum sp.)等植物上也检测到
了该病原菌的存在[15,16]。但根据该病菌传播介体的
生物学特性分析,可能还有大量潜在寄主。
表 1 Ca. L. solanacearum与柑橘黄龙病基因序列同源性
Ca. L. asiaticus Ca. L. africanus Ca. L. americanus
16S rRNA基因 96% 96% 95%
16S /23S rRNA间隔区 80% 78% 79%
rplKAJL - rpoBC操纵子 78% ~79% 76% ~79% 70%
Ca. L. solanacearum 目前主要分布于北美洲
的墨西哥、美国(亚利桑那,加利福尼亚,科罗拉多,
爱达荷,堪萨斯,蒙大拿,内布拉斯加,内华达,新墨
西哥,北达科他,德克萨斯,犹他以及怀俄明)、加拿
大(阿尔伯达) ;中美洲的危地马拉、洪都拉斯;大洋
洲的新西兰;欧洲的芬兰、挪威、瑞典等 [5 - 7]。
4 传播途径及介体
Ca. L. solanacearum 可以通过嫁接或带菌木
虱进行传播,远距离传播主要是随带菌植株、木虱
或马铃薯种薯。证据表明马铃薯木虱(Bactericera
cockerelli) (图 4)为 Ca. L. solanacearum 的传播介
体。2006 年和 2007 年在 Munyaneza 实验室首次发
现马铃薯木虱与斑马片病有关[9]。2008 年新西兰
的研究发现当地发生的番茄病害也与该昆虫有关,
如所有发病的番茄温室中均有马铃薯木虱发生,并
且通过 PCR技术也从发病植株上的马铃薯木虱个
体中检测到 Ca. L. solanacearum[2,16]。最近 Buch-
man等[17]的研究也显示马铃薯木虱成虫对该病菌
具有很高的传播效率。
马铃薯木虱主要分布于加拿大、墨西哥、美国、
危地马拉、洪都拉斯及新西兰等地,其通过从带病植
株上取食获得病原菌(水平传播)并通过繁殖传给其
后代(垂直传播)。由于马铃薯木虱的寄主范围十分
广泛,可以侵染约 20 个科的多种植物,并且对茄科
—43—
2012 年第 2 期 植物检疫 PLANT QUARANTINE Vol. 26 No. 2
作物有特别的嗜好[18],因此,Ca. L. solanacearum的
潜在寄主范围很可能比已知的要广泛的多。
除马铃薯木虱外,胡萝卜木虱(Trioza apicalis)
(图 5)也被报道与 Ca. L. solanacearum相关。胡萝
卜木虱是欧洲胡萝卜上的一种重要害虫,最高可导
致 100%的产量损失。2010 年 Munyaneza[19]等从欧
洲的胡萝卜木虱上检测到了 Ca. L. solanacearum,首
次报道了胡萝卜木虱与 Ca. L. solanacearum相关。
图 4 马铃薯木虱[22] 图 5 胡萝卜木虱[23]
5 分子检测
目前用于 Ca. L. solanacearum 病菌检测的效
果较好且应用较多的 PCR 特异性引物主要是
OA2 /OI2c (5 - GCGCTTATTTTTAATAGGAGCG-
GCA - 3 /5 - GCCTCGCGACTTCGCAACCCAT -
3)和 CL514F /R (5 - CTCTAAGATTTCGGTTGGTT
-3 /5 - TATATCTATCGTTGCACCAG - 3)[2,20],
它们分别用于扩增病原菌的 16S rDNA序列和 rplJ /
rplL核糖体蛋白基因,扩增片段大小分别为 1 168
bp和 668 bp。此外,Li 等[21]还成功建立了多重实
时 PCR体系,用于 Ca. L. solanacearum 病菌的检
测鉴定及定量分析。该方法具有快速、灵敏、特异
性强等优点,可用于病害的早期诊断、健康种薯的
筛选及病害流行学研究等。
6 防控措施
目前主要通过对介体木虱的防治来控制病害
的发生。首先要加强对田块及其周围木虱的监测。
对成虫的调查可以通过使用黄板、水盘等方法,
John Goolsby推荐每块马铃薯田内至少设置 5 个监
测点。对卵和若虫,可通过调查成熟的完全展开的
中部至顶部冠叶进行,至少要调查田块周围 10 个
点 100 片叶子以上。
一些杀虫剂也被用于控制马铃薯木虱,主要包
括吡虫啉、氟啶虫酰胺、螺虫乙酯、氟氯氰菊酯、阿
巴美丁、吡蚜酮、S -氰戊菊酯、呋虫胺等等。在生
物防治方面,一些矿物质和植物油也是很好的产卵
抑制物质,如 MOI - 201、Requiem、BugOil、SunSpray
oil 等。此外,虫生真菌如玖烟色拟青霉菌株 97
(Isaria fumosorosea,Pfr 97)、金龟子绿僵菌(Metar-
hizium anisopliae,F52)、白僵菌(Beauveria bassiana,
Botanigard)和蜡蚧轮枝菌(Lecanicillium moscarium,
Vertilac) ,寄生虫及食肉动物等也对控制马铃薯木
虱有效。
7 结束语
Ca. L. solanacearum 作为一种新发现的病原
菌,目前研究还不够深入,其生物学特性及病害的
流行规律等都有待进一步研究,但是其对茄科作物
的影响不容小视。茄科作物种类繁多,马铃薯、番
茄及辣椒等均在我国广泛种植,具有十分重要的经
济意义。若该病原菌传入我国,将会给我国的相关
产业造成严重的经济损失。
近年来,我国相继从加拿大、美国等引进马铃
薯种薯,因此病菌随进口种薯传入我国的风险较
大。此外,虽然目前该病菌的传播介体马铃薯木虱
和胡萝卜木虱在我国还未有报道,但若其随进口植
物材料或包装等传入,则会导致该病菌的迅速传播
蔓延,加大防控难度。鉴于该病菌的潜在危害性及
经济重要性,我们应该提高对该病菌的重视。在风
险评估的基础上可考虑将该病原菌及其传播介体
列为进境植物检疫性有害生物,加强口岸检疫,对
来自疫区的茄科植物种苗、马铃薯种薯等以及可能
携带传播介体的植物或包装材料等进行严格检疫,
一旦发现,应及时采取处理措施,严防该病菌及其
介体传入及扩散。
参考文献
[1] Abad J A,Bandla M,French - Monar R D,et al. First report of
the detection of‘Candidatus Liberibacter’species in zebra chip
disease - infected potato plants in the United States. Plant Dis-
—53—
2012 年第 2 期 植物检疫 PLANT QUARANTINE Vol. 26 No. 2
ease,2009,93(1) :108 - 109.
[2] Liefting L W,Sutherland P W,Ward L I,et al. A new‘Candi-
datus Liberibacter’ species associated with diseases of solana-
ceous crops. Plant Disease,2009,93(3) :208 - 214.
[3] French - Monar R D,Patton A F,Douglas J M,et al. First Re-
port of“Candidatus Liberibacter solanacearum”on Field Tomatoes
in the United States. Plant disease,2010,94(4) :481.
[4] Ling K S,Lin H,Lewis Ivey M L,et al. First Report of‘Candi-
datus Liberibacter solanacearum’Naturally Infecting Tomatoes in
the State of Mexico,Mexico. Plant disease,2011,95(8) :1026.
[5] Munyaneza J E,Fisher T W,Sengoda V G,et al. First Report of
“Candidatus Liberibacter solanacearum”Associated with Psyllid
- Affected Carrots in Europe. Plant disease,2010,94(5) :639.
[6] Munyaneza J E,Sengoda V G,Sundheim L,et al. First Report
of“Candidatus Liberibacter solanacearum”Associated with Psyl-
lid - Affected Carrots in Norway. Plant Disease,2012,96
(3) :454.
[7] Munyaneza J E,Sengoda V G,Stegmark R,et al. First Report of
“Candidatus Liberibacter solanacearum”Associated with Psyllid
- Affected Carrots in Sweden. Plant Disease,2012,96(3) :453.
[8] Secor G A,Rivera - Varas V V. Emerging diseases of cultivated
potato and their impact on Latin America. Suplemento Revista
Latinoamericana de la Papa,2004,1:1 - 8.
[9] Munyaneza J E,Crosslin,J M,Upton J E. Association of Bacte-
ricera cockerelli (Homoptera Psyllidae)with zebra chip,a new
potato disease in Southwestern United States and Mexico. Journal
of Economic Entomology,2007,100(3) :656 - 663.
[10] Liefting L W,Perez - Egusquiza Z C,Clover G R G,et al. A
new‘Candidatus Liberibacter’species in Solanum tuberosum in
New Zealand. Plant Disease,2008,92(10) :1474.
[11] Munyaneza J E,Sengoda V G,Buchman J L,et al. Effects of
Temperature on‘Candidatus Liberibacter solanacearum’ and
Zebra Chip Potato Disease Symptom Development. Plant Dis-
ease,2012,96(1) :18 - 23.
[12] Murray R C E,Schleifer K H. Taxonomic notes:a proposal for
recording the properties of putative taxa of prokaryotes. Interna-
tional Journal of Syatemic Bacteriology,1994,44(1) :174
- 176.
[13] Texeira D C,Ayres J,Danet J L,et al. First repor t of a Huan-
glong bing - like disease of citrus in Sao Paulo State,Brazil and
association of a new liberibacter species,Candidatus Liberibact-
er americanus,with the disease. Plant Disease,2005,89
(1) :107.
[14] Lin H,Lou B,Glynn J M,et al. The Complete Genome Se-
quence of‘Candidatus Liberibacter solanacearum’,the Bacteri-
um Associated with Potato Zebra Chip Disease. PloS One,
2011,6:1 - 13.
[15] Liefting L W,Ward L I,Shiller J B,et al. A new‘Candidatus
Liberibacter’ species in Solanum betaceum (tamarillo) and
Physalis peruviana (cape gooseberry) in New Zealand. Plant
Disease,2008,92(11) :1588.
[16] Liefting L W,Weir B S,Pennycook S R,et al. ‘Candidatus
Liberibacter solanacearum’,associated with plants in the family
Solanaceae. International Journal of Systematic and Evolutionary
Microbiology,2009,59(9) :2274 – 2276.
[17] Buchman J L,Sengoda V G,Munyaneza J E. Vector transmis-
sion efficiency of liberibacter by Bactericera cockerelli (Hemip-
tera:Triozidae)in zebra chip potato disease:effects of psyllid
life stage and inoculation access period. Journal of Economic
Entomology,2011,104(5) :1486 - 1495.
[18] Wallis R L. Ecological studies on the potato psyllid as a pest of
potatoes,USDA Technical Bulletin 1107. Washington,DC:US
Department of Agriculture,1955:1 - 24.
[19] Munyaneza J E,Fisher T W,Sengoda V G,et al. Association
of“Candidatus Liberibacter solanacearum”with the psyllid,
Trioza apicalis(Hemiptera:Triozidae)in Europe. Journal of E-
conomic Entomology,2010,103(4) :1060 - 1070.
[20] Munyaneza J E,Sengoda V G,Crosslin J M,et al. First Report
of‘Candidatus Liberibacter psyllaurous’in Potato Tubers with
Zebra Chip Disease in Mexico. Plant disease,2009,93(5) :552.
[21] Li W,Abad J A,French - Monar R D,et al. Multiplex real -
time PCR for detection,identification and quantification of Can-
didatus Liberibacter solanacearum in potato plants with zebra
chip. Journal of Microbiological Methods,2009,78 (1) :59
– 65.
[22] European and Mediterranean Plant Protection Organization. Can-
didatus Liberibacter solanacearum[EB /OL]. 2011[2011 - 12 -
01]. http:/ /www. eppo. org /QUARANTINE /Alert_List /bacte-
ria /Liberibacter_psyllaurous. htm.
[23] British Bugs. Trioza apicalis[EB /OL]. 2009[2011 - 12 - 01].
http:/ /www. britishbugs. org. uk /homoptera /Psylloidea /Trioza_
apicalis. html.
—63—
2012 年第 2 期 植物检疫 PLANT QUARANTINE Vol. 26 No. 2