王曉燕，李文鳳，黃應(yīng)昆，張榮躍，單紅麗，羅志明，尹 炯，申 科

（云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所/云南省甘蔗遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，開遠(yuǎn) 661699）

甘蔗引種是一條快速、便捷利用世界各地最新育種成就，改良甘蔗品種結(jié)構(gòu)及增加遺傳資源的有效途徑[1]，但同時(shí)也增加了危險(xiǎn)性病蟲害及雜草隨引進(jìn)種苗傳入我國(guó)，對(duì)我國(guó)蔗糖產(chǎn)業(yè)造成巨大損失的潛在風(fēng)險(xiǎn)。為加強(qiáng)國(guó)際合作，進(jìn)一步完善甘蔗檢疫檢測(cè)技術(shù)體系，提高甘蔗檢疫技術(shù)水平，在云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院資助下，筆者于2011年8月至9月赴澳大利亞甘蔗試驗(yàn)管理總局（Bureau of Sugar Experiment Stations，BSES）進(jìn)行為期兩個(gè)月訪問學(xué)習(xí)。通過學(xué)習(xí)交流、蔗區(qū)考察等方式，與澳大利亞同行進(jìn)行了深入交流，重點(diǎn)學(xué)習(xí)了澳大利亞先進(jìn)的引種檢疫技術(shù)，同時(shí)進(jìn)一步了解了其甘蔗產(chǎn)業(yè)及科研現(xiàn)狀和主要病害的檢疫與防控。

1 澳大利亞甘蔗產(chǎn)業(yè)概況

澳大利亞是世界上主要的蔗糖生產(chǎn)和出口國(guó)家之一，蔗糖的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值僅次于羊毛、小麥和牛肉，居第四位。在澳大利亞甘蔗主要集中種植在南緯16～30°的東部沿海多雨的平原和河谷地帶，從昆士蘭北部熱帶地區(qū)經(jīng)凱恩斯一直延伸到新南維爾士州的格拉夫頓，跨度約2000km；大部分的甘蔗地在距離海岸線50km以內(nèi)的地方，地勢(shì)平緩，土壤肥沃；干熱地區(qū)蔗地可實(shí)現(xiàn)全面灌溉，亞熱帶地區(qū)蔗地配有整套的灌溉設(shè)施，而濕潤(rùn)蔗區(qū)則無需灌溉。按不同的氣候類型大致可以把澳大利亞蔗區(qū)分為6類，即昆士蘭的北部蔗區(qū)、波德肯蔗區(qū)、中部蔗區(qū)、南部蔗區(qū)，新南維爾士蔗區(qū)和西澳蔗區(qū)。

2010—2011榨季，澳大利亞甘蔗種植面積約為40萬hm2，因發(fā)生水災(zāi)，產(chǎn)原料蔗3350萬t，產(chǎn)糖360萬t。澳大利亞的甘蔗大多以家庭農(nóng)場(chǎng)為單位經(jīng)營(yíng)和種植，每個(gè)甘蔗農(nóng)場(chǎng)的面積在30～250 hm2之間，從整地、播種、施肥、中耕、培土到收獲的甘蔗生產(chǎn)全過程都是機(jī)械化操作。在澳大利亞，新植蔗一般在8—10月份下種，宿根年限5～6年；甘蔗一般生長(zhǎng)10～18個(gè)月才收割。成熟的甘蔗高2～4m，在6—12月之間收獲。

澳大利亞約有54萬hm2的土地可用來種植甘蔗，其中51萬hm2在昆士蘭州，3萬hm2在新南威爾士；共有蔗農(nóng)7120人，其中6550人在昆士蘭州；共有甘蔗農(nóng)場(chǎng)6000多個(gè)，其中4000多個(gè)甘蔗農(nóng)場(chǎng)位于東部沿海地區(qū)，沿海這些農(nóng)場(chǎng)的平均規(guī)模為100 hm2，一些農(nóng)場(chǎng)的規(guī)模甚至在1000 hm2以上；在昆士蘭州和新南威爾士州約有5800個(gè)農(nóng)場(chǎng)向27家糖廠供應(yīng)原料。澳大利亞甘蔗平均單產(chǎn)99t/hm2，平均公頃產(chǎn)糖13 t，生產(chǎn)每噸糖消耗原料蔗7.6 t。澳大利亞原料蔗收購(gòu)實(shí)行按質(zhì)論價(jià)的政策，蔗農(nóng)的收入直接與他們種植的甘蔗含糖量和甘蔗產(chǎn)量及市場(chǎng)的糖價(jià)掛鉤。

2 澳大利亞甘蔗試驗(yàn)管理總局（BSES）及其生物安全研究概況

BSES隸屬于昆士蘭州政府，主要從事甘蔗育種、甘蔗分子遺傳改良技術(shù)、農(nóng)藝栽培技術(shù)、生物安全技術(shù)（昆蟲學(xué)、病理學(xué)）、農(nóng)業(yè)工程學(xué)、技術(shù)推廣、蔗糖加工和技術(shù)服務(wù)等農(nóng)務(wù)及新品種新技術(shù)的研發(fā)和推廣工作。下設(shè)6個(gè)試驗(yàn)站，其中4個(gè)為甘蔗育種試驗(yàn)站，即Merringa、Burdekin、Mackay、Bundaberg，1個(gè)病理農(nóng)場(chǎng)（Woodford）和設(shè)在布里斯班的總部辦公室、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)室和甘蔗檢疫溫室等。年投入經(jīng)費(fèi)約2000萬澳元，主要來自糖廠、政府、糖業(yè)研究與發(fā)展協(xié)會(huì)、商業(yè)合作者和其他部門。

由于獨(dú)特的地理位置，澳大利亞政府對(duì)出入境的各種物品都有著嚴(yán)格的檢疫規(guī)定，甘蔗作為澳大利亞的主要作物之一，對(duì)進(jìn)/出口甘蔗品種/材料進(jìn)行檢疫檢測(cè)，避免危險(xiǎn)性病蟲草害威脅其蔗糖業(yè)的安全生產(chǎn)有著重要意義。凡是來自于其它蔗區(qū)包括國(guó)內(nèi)的引進(jìn)品種和材料，皆需在專用的檢疫溫室中進(jìn)行病、蟲、草害的檢疫。BSES作為澳大利亞檢疫及檢查服務(wù)處（Australian Quarantine and Inspection Service AQIS）授權(quán)的唯一一家有著甘蔗檢疫資質(zhì)的研究機(jī)構(gòu)，主要利用ELISA、組織印跡、PCR和RT-PCR等技術(shù)對(duì)進(jìn)/出口甘蔗種質(zhì)材料進(jìn)行甘蔗病蟲害的檢疫檢測(cè)。

目前，除了國(guó)際種質(zhì)交換和檢疫檢測(cè)外，BSES在生物安全方面開展的研究還有：在印度尼西亞開展田間釋放寄生蜂Trichogramma spp.防治甘蔗螟蟲（Chilo spp.和Scirpophaga excerptalis）及篩選抗螟蟲品種的研究工作；分別在Bundaberg、Tully和Woodford開展甘蔗抗黑穗病、根腐病、斐濟(jì)病、花葉病和宿根矮化病的品種篩選試驗(yàn)；與印度尼西亞甘蔗研究所合作，對(duì)印度尼西亞發(fā)生的甘蔗病蟲害種類進(jìn)行調(diào)查，并就相應(yīng)病蟲害樣品進(jìn)行診斷和檢測(cè)；針對(duì)巴布亞新幾內(nèi)亞甘蔗新病害瑞木矮化病，研究明確致病病原并建立相應(yīng)的檢疫檢測(cè)技術(shù)體系；研究并建立甘蔗霜霉病的特異性檢測(cè)技術(shù)，新檢疫性病蟲害診斷技術(shù)研究和正在構(gòu)建甘蔗螟蟲的指紋圖譜等。

3 引種檢疫情況

3.1 國(guó)際檢疫

自1999年開始，澳大利亞已從20個(gè)國(guó)家引進(jìn)了528份甘蔗品種/材料，并對(duì)18個(gè)國(guó)家出口Q型品種[2]。所有甘蔗品種/材料必須得到AQIS的審批許可后，才能引進(jìn)或出口。對(duì)于引進(jìn)甘蔗材料來說，AQIS相關(guān)人員先對(duì)材料是否攜帶危險(xiǎn)性昆蟲和具有明顯癥狀的病害進(jìn)行觀察，如果發(fā)現(xiàn)檢疫性害蟲和病害立即對(duì)甘蔗材料進(jìn)行銷毀處理，如果沒有則交由BSES在其位于布里斯班的檢疫溫室中進(jìn)行兩年的檢疫監(jiān)測(cè)。引進(jìn)甘蔗材料砍成單芽，于50℃溫水中處理30min后（短時(shí)間溫水處理），種于無土壤的營(yíng)養(yǎng)機(jī)質(zhì)中。檢疫期間，每星期觀察甘蔗材料的病蟲害發(fā)生情況；4個(gè)月后采集葉片進(jìn)行甘蔗病毒病和植原體病害 （甘蔗白葉病和草苗?。┑臋z測(cè)；10～12個(gè)月后采集蔗汁檢測(cè)甘蔗宿根矮化病和白條??；如果檢測(cè)和觀察到檢疫性病蟲害，立即銷毀甘蔗材料；若未檢出和觀察到檢疫性病蟲害，在第1個(gè)生長(zhǎng)周期觀察結(jié)束后，收獲甘蔗并砍成單芽，在緩慢流動(dòng)的冷水中浸泡40h再經(jīng)50℃溫水處理3h后（長(zhǎng)時(shí)間冷水浸泡和溫水處理），進(jìn)行第2個(gè)生長(zhǎng)周期的疫情監(jiān)測(cè)，第2個(gè)生長(zhǎng)周期疫情監(jiān)測(cè)和檢測(cè)同第1個(gè)生長(zhǎng)周期。第2個(gè)生長(zhǎng)周期結(jié)束后仍未檢出和觀察到檢疫性病蟲害的甘蔗材料經(jīng)AQIS審核后，就可以提供給相關(guān)的甘蔗育種項(xiàng)目或引種機(jī)構(gòu)研究利用。為縮短從引進(jìn)到最終釋放的時(shí)間（正常需要2年），BSES經(jīng)AQIS同意后，對(duì)引進(jìn)甘蔗材料的檢疫程序作了部分修改，即在第1年檢疫期結(jié)束后，對(duì)經(jīng)AQIS審核批準(zhǔn)的無任何危險(xiǎn)性病蟲害的甘蔗材料，進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間冷水浸泡和溫水處理后種植，于4個(gè)月后采集莖尖進(jìn)行組織培養(yǎng)，每個(gè)甘蔗材料約擴(kuò)繁200苗。這些組培苗主要用于抗病性材料篩選試驗(yàn)（如甘蔗斐濟(jì)病和花葉病的抗性材料篩選）和提供給BSES的試驗(yàn)站進(jìn)行擴(kuò)繁。本著互惠互利的原則，所有篩選出的出口材料也要在檢疫溫室中進(jìn)行2個(gè)生長(zhǎng)周期的疫情監(jiān)測(cè)，以確保出口甘蔗材料無檢疫性病蟲害，具體的檢疫程序與進(jìn)口甘蔗檢疫程序基本一致。近年來，澳大利亞出口的甘蔗材料多為一些新近育成的Q型品種、老品種和甘蔗高代材料等，并且每年都要對(duì)近10個(gè)國(guó)家出口甘蔗材料。澳大利亞甘蔗主要檢疫病害及檢測(cè)方法如表1所示。

表1 澳大利亞甘蔗主要檢疫病害及檢測(cè)方法

3.2 國(guó)內(nèi)檢疫

昆士蘭州是澳大利亞蔗糖生產(chǎn)的主要地區(qū)，其植蔗面積和產(chǎn)糖量占全國(guó)的93%和95%。作為最大的甘蔗種植區(qū)，依據(jù)病害發(fā)生情況，昆士蘭州共劃分為8個(gè)甘蔗病害檢疫區(qū)，即遠(yuǎn)北區(qū)（PQA 1）、科恩-卡德威爾區(qū)（PQA 2）、卡德威爾-湯斯維爾區(qū)（PQA 2A）、湯斯維爾-鮑恩-科林斯維爾區(qū)（PQA 3）、鮑恩-科林斯維爾-羅克漢普頓區(qū)（PQA 4）、羅克漢普頓-霍華德區(qū)（PQA 5）、霍華德-新南威爾士州邊界（PQA 6）及伍德福德區(qū)（PQA 7）。各區(qū)之間以及州際間的甘蔗調(diào)運(yùn)都必須通過嚴(yán)格的檢疫審批程序才能進(jìn)行。如：所有甘蔗材料（蔗莖、組培苗、葉和根）要從其他州調(diào)入昆士蘭州時(shí)，需到BSES辦理檢疫許可證后，經(jīng)PPA（Plant Protection Act）檢驗(yàn)員批準(zhǔn)，才能調(diào)運(yùn)；為防止甘蔗斐濟(jì)病擴(kuò)散蔓延，嚴(yán)格控制甘蔗材料從PQA 4，PQA 5和PQA 6調(diào)運(yùn)到PQA 2，PQA 2A和PQA 3，如果必須在這些檢疫區(qū)間調(diào)運(yùn)，甘蔗材料必須在布里斯班檢疫溫室或查特斯堡開放檢疫小區(qū)進(jìn)行至少為期1年的強(qiáng)制性檢疫。

3.3 主要病害檢疫與防控

3.3.1 甘蔗斐濟(jì)病 20世紀(jì)70年代至80年代早期，甘蔗斐濟(jì)病在澳大利亞南部蔗區(qū)危害嚴(yán)重。為有效控制甘蔗斐濟(jì)病的蔓延危害，在澳大利亞國(guó)內(nèi)主要是種植抗病品種、健康種苗及控制飛虱（Perkinsiella saccharicida）的種群數(shù)量，而在國(guó)際間，主要是加強(qiáng)檢疫力度。由于甘蔗斐濟(jì)病在Rocky Point，Broadwater和Harwood糖廠地區(qū)廣泛發(fā)生，在班達(dá)伯格/ISIS和中部地區(qū)已有15年以上未發(fā)生，而普羅瑟派恩北部地區(qū)卻從未發(fā)生過，所以為防止該病進(jìn)一步向北擴(kuò)散，未經(jīng)過檢疫許可，嚴(yán)禁將甘蔗從Rocky Point或新南威爾士州地區(qū)調(diào)運(yùn)到其它地區(qū)。BSES主要利用癥狀觀察與PCR相結(jié)合的方法來檢測(cè)甘蔗斐濟(jì)病。甘蔗斐濟(jì)病已被昆士蘭州列為必須上報(bào)的甘蔗病害，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，必須上報(bào)PPA檢驗(yàn)員。

3.3.2 甘蔗宿根矮化病 1944—1945年在澳大利亞昆士蘭州首次發(fā)現(xiàn)甘蔗宿根矮化?。≧SD）。澳大利亞主要采用種植甘蔗溫水脫毒種苗（50℃溫水處理2h或3h）來防治此病，溫水脫毒的有效率可達(dá)99%。雖然RSD不是AQIS規(guī)定的檢疫性病害，但是BSES仍然有嚴(yán)格的管理制度禁止其在各試驗(yàn)站和育種小區(qū)間傳播危害。目前，BSES主要利用ELISA、相差顯微鏡和PCR技術(shù)對(duì)進(jìn)/出口甘蔗材料的RSD攜帶情況進(jìn)行檢測(cè)。如果在2年檢疫期結(jié)束后，仍然檢測(cè)到RSD，這些甘蔗材料將置于50℃溫水中處理3h后再進(jìn)行連續(xù)2年的RSD監(jiān)測(cè)，直到未檢測(cè)出RSD才能釋放。

3.3.3 甘蔗白條病 甘蔗白條病已廣泛分布于澳大利亞的所有蔗區(qū)。BSES主要利用PCR的方法來檢測(cè)甘蔗白條病。雖然甘蔗白條病菌不是檢疫性病菌，但與RSD一樣，所有進(jìn)口甘蔗材料都要在10～12個(gè)月時(shí)檢測(cè)甘蔗白條病，如果檢測(cè)出該病，甘蔗材料需再進(jìn)行連續(xù)2年的病害監(jiān)測(cè)直到檢測(cè)不出才能釋放。然而與RSD不同的是50℃溫水處理3h不能有效地脫除甘蔗白條病菌，該病菌必須在流動(dòng)的冷水中至少浸泡40h后再在50℃溫水中處理3h才能有效脫除。

3.3.4 甘蔗花葉病 甘蔗花葉病病原復(fù)雜多樣，通過長(zhǎng)期執(zhí)行嚴(yán)格的檢疫制度，目前為止澳大利亞的甘蔗花葉病病原僅有甘蔗花葉病毒A株系1種。為阻止新的甘蔗花葉病毒株系、高粱花葉病毒和甘蔗條紋花葉病毒等其他花葉病病原隨引進(jìn)甘蔗種苗傳入澳大利亞，BSES首先利用Agdia公司生產(chǎn)的馬鈴薯Y病毒科血清檢測(cè)試劑盒對(duì)進(jìn)口甘蔗材料進(jìn)行病毒檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果為陽性的甘蔗材料再進(jìn)行特異性的RT-PCR檢測(cè)，以確定其攜帶的甘蔗花葉病病原種類。

3.3.5 甘蔗黑穗病 自2006年6月在昆士蘭州首次發(fā)現(xiàn)甘蔗黑穗病以來，該病現(xiàn)已普遍發(fā)生在昆士蘭州的中部地區(qū)，但新南威爾士州和Rocky Point尚未發(fā)現(xiàn)此病。種植抗病品種是防治黑穗病最為經(jīng)濟(jì)有效的措施，從1998年開始BSES就在印尼進(jìn)行甘蔗抗黑穗病的田間篩選試驗(yàn)，目前主要是在Bundaberg試驗(yàn)站利用人工接種的方法篩選抗黑穗病品種，并已成功篩選出 Q200、Q208、KQ228、Q232、Q235、Q237、Q240等抗病品種用于甘蔗生產(chǎn)。為有效縮短篩選抗病品種的時(shí)間，提高抗病育種效率，目前正嘗試?yán)媒M織病理學(xué)原理，對(duì)甘蔗芽進(jìn)行染色，并觀察接種后芽組織內(nèi)部的變化來提前判斷甘蔗品種的抗病性。

4 體會(huì)

澳大利亞甘蔗生產(chǎn)從種到收全程機(jī)械化，機(jī)械化費(fèi)用占耕種成本的50%以上，甘蔗原料生產(chǎn)成本低，具有很高的生產(chǎn)效率。我國(guó)甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化程度低，僅在少數(shù)蔗地能進(jìn)行機(jī)耕，大部分蔗地特別是山區(qū)農(nóng)村依舊是人工開挖或牛耕，機(jī)耕很少或無，即使部分地區(qū)有機(jī)耕，但質(zhì)量也差；甘蔗收獲100%靠人力，機(jī)械收獲還在試驗(yàn)階段。由于甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化程度低，使我國(guó)甘蔗種植成本遠(yuǎn)高于澳大利亞，甘蔗單產(chǎn)平均水平僅相當(dāng)于澳大利亞的80%。另一方面，目前我國(guó)蔗區(qū)普遍存在甘蔗種植勞動(dòng)力日趨緊缺，勞力成本攀高，種植效益低。為此，應(yīng)加快我國(guó)甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化研究和推廣應(yīng)用，特別需要探索適宜中國(guó)蔗區(qū)實(shí)際的甘蔗生產(chǎn)機(jī)械化。

澳大利亞甘蔗的高產(chǎn)高糖極大一部分得益于嚴(yán)格的引種檢疫制度，并具有完善的法律制度，確保各個(gè)環(huán)節(jié)有法可依，有章可循。如昆士蘭州和新南威爾士州都有相應(yīng)的地方性法律法規(guī)來規(guī)定和約束州內(nèi)或州際間的甘蔗材料調(diào)運(yùn)及種植砍收機(jī)械的運(yùn)輸?shù)?。近年來，云南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所以昆明檢疫溫室為載體，從澳大利亞和法國(guó)引進(jìn)了甘蔗主要病害檢測(cè)技術(shù)以及所需的各種PCR引物和標(biāo)準(zhǔn)抗原、抗體等，通過消化、吸收和改進(jìn)創(chuàng)新，建立了規(guī)范化的甘蔗主要病害檢測(cè)技術(shù)和方法及符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的、規(guī)范化的“甘蔗進(jìn)/出口檢疫和疫情監(jiān)測(cè)程序”；但就國(guó)內(nèi)甘蔗病蟲害檢疫方面來說，目前尚未建立相應(yīng)的國(guó)內(nèi)甘蔗檢疫程序，國(guó)際甘蔗病蟲害檢疫也不夠健全。因此，無論是國(guó)內(nèi)還是外來病蟲害都將給我國(guó)甘蔗生產(chǎn)帶來安全隱患，為有效防止危險(xiǎn)性病蟲害對(duì)我國(guó)蔗糖產(chǎn)業(yè)的潛在威脅，確保其穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展，相關(guān)機(jī)構(gòu)和單位應(yīng)進(jìn)一步完善甘蔗進(jìn)/出口檢疫程序和盡快建立國(guó)內(nèi)甘蔗檢疫程序。

澳大利亞甘蔗病害的前瞻性研究思路和做法值得我們學(xué)習(xí)和借鑒。早在甘蔗黑穗病在澳大利亞發(fā)現(xiàn)之前，BSES已開展了甘蔗抗黑穗病品種的篩選試驗(yàn)并得到了一批抗病品種，這樣才能在發(fā)現(xiàn)甘蔗黑穗病以后通過種植抗病品種及時(shí)有效防治該病并把經(jīng)濟(jì)損失降到最低，真正做到了預(yù)防為主；而針對(duì)一些在國(guó)外嚴(yán)重發(fā)生國(guó)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)的病害，提前對(duì)其進(jìn)行研究，為科學(xué)有效防控危險(xiǎn)性病害奠定基礎(chǔ)、提供技術(shù)支撐。

致謝：衷心感謝澳大利亞甘蔗試驗(yàn)管理總局Nicole Thompson博士對(duì)筆者在澳期間學(xué)習(xí)和生活上給予的關(guān)心和幫助！

[1]鄧展云.廣西甘蔗引種檢疫的現(xiàn)狀和展望[J].廣西蔗糖，1997（4）：20-22.

[2]Nicole T，Wilson E，and Corft B.Sugarcane quarantine diseases screening in Australia[J].International sugar journal，2012,114:577-583.