何海艷 司軍

Interview Record訪談錄

十字花科蔬菜根腫病及其綜合防控技術(shù)

何海艷 司軍

根腫病是由蕓薹屬根腫病菌（Plasmodiophora brassicae Woron.）引起的一種重要土傳病害，該病原菌寄主范圍十分廣泛，可為害大白菜、小白菜、甘藍(lán)、蘿卜、花椰菜、芥菜、油菜、薺菜等100多種栽培和野生十字花科植物[1]。1736年在英國地中海西岸和歐洲南部發(fā)現(xiàn)該病，1878年由俄國學(xué)者Worolin發(fā)現(xiàn)其病原并命名。其病原菌在土壤中可存活8年以上，休眠孢子在無感病寄主植物的土壤中可存活20年以上。目前，在歐洲、北美和亞洲的日本等地已成為一種主要病害，給十字花科蔬菜生產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅[2]。

目前，根腫病在中國大部分省、市、自治區(qū)都有分布，特別是近年來，在我國的東北地區(qū)、西南地區(qū)、長江中上游地區(qū)以及山東青島等地迅速擴大，為害十分嚴(yán)重，平均減產(chǎn)20%～30%，嚴(yán)重地塊產(chǎn)量損失60%以上，且發(fā)病受害面積每年以8%～ 10%速度劇增，而且一旦田間受到根腫菌的污染，將長期帶菌，不再適宜栽培十字花科蔬菜，嚴(yán)重制約我國十字花科蔬菜產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

所以，正確認(rèn)識和掌握根腫病病征、致病機理、生理小種分化、發(fā)病條件、傳播途徑以及綜合防治方法，對控制根腫病蔓延，保障我國蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展及蔬菜供應(yīng)安全具有重要意義。

1 病征

根腫病主要發(fā)生在根部，通常苗期即可受害，嚴(yán)重時幼苗枯死。成株期受害，初期地上部癥狀不明顯，以后生長逐漸遲緩、矮小，并表現(xiàn)缺水癥狀，基部葉片在中午萎蔫，早晚恢復(fù)，后期基部葉片發(fā)黃、枯萎、嚴(yán)重時全株枯死，主根上的腫瘤個大而數(shù)量少，側(cè)根上的個小而數(shù)量多，主根的腫瘤靠近地上部，發(fā)病前期瘤體表面光滑，后期表面粗糙，明顯龜裂，須根上腫瘤多，且串生在一起，其他雜菌侵入后可造成腐爛。感病植株明顯矮小，葉片由下而上逐漸發(fā)黃，晴天中午前后植株萎蔫，似缺水狀，發(fā)病初期病苗早、晚可恢復(fù)，晚期不能恢復(fù)正常。

2 致病機理

根腫菌是一種寄生在十字花科植株根部細(xì)胞內(nèi)的寄生菌，不能進行純培養(yǎng)，從分子生物學(xué)角度分析其致病機理困難很大，相關(guān)研究進展緩慢。發(fā)病植物明顯的表現(xiàn)就是細(xì)胞不斷增大和分裂，并形成根部腫瘤，這些癥狀表明在根腫病的發(fā)病過程中植物激素可能發(fā)揮作用，根腫菌的感染會促進根系最初的生長和生長素合成[3]，當(dāng)腫瘤開始形成時，它們就變成了生長素和細(xì)胞分裂素主要的代謝庫。這些植物激素水平的破壞是造成染病植物根系增生和腫大的主要原因。最終，這些腫瘤組織作為染病植株強的代謝庫，從植株的幼芽和葉片中掠取大量物質(zhì)和營養(yǎng)，導(dǎo)致地上部分病狀出現(xiàn)[4]。植株感病初期，地上部分表現(xiàn)不明顯，之后其生理性狀表現(xiàn)為發(fā)育遲緩、植株矮化，并表現(xiàn)出缺水癥狀，葉片通?？蔹S、萎蔫，病害發(fā)生嚴(yán)重時會由于其根部吸收水分和營養(yǎng)物質(zhì)的功能大幅下降從而導(dǎo)致整株萎蔫、枯亡。

3 根腫菌生理小種鑒定

根腫病是一種難以防治的毀滅性世界病害，主要原因之一是根腫菌的遺傳具有多樣性，導(dǎo)致生理小種的分化。明確生理小種的分化類型和地理分布，對根腫病生理小種的分化監(jiān)測及抗病育種工作有重要意義。目前，國際上運用較多的有Walliams和ECD 2種鑒別系統(tǒng)。1965年，Walliams[5]采用2個結(jié)球甘藍(lán)品種 Jersey Queen及Badger Shipper和2個蕪菁甘藍(lán)品種Laurentian及Wilhelmsburger對多國根腫菌小種進行鑒定，正式提出Walliams鑒別系統(tǒng)，該方法將根腫病菌劃分為16個小種，分別命名為1～16。隨后，Buczacki等[6]選用國際上不同研究小組的寄主材料于1975年建立了一套ECD鑒別系統(tǒng)。該系統(tǒng)由B.rapaL.Sensu lato（2n=20）、B.napusL.（2n=38）、和B.oleraceaL.（2n=18）3組十字花科蕓薹屬寄主組成。然而，這2套鑒別系統(tǒng)各有優(yōu)缺點，Walliams鑒別系統(tǒng)鑒別寄主少、易理解、操作方便，但對個別小種無法明確鑒定，應(yīng)用時存在一定局限性。ECD系統(tǒng)雖對生理小種劃分相對準(zhǔn)確，但對鑒別寄主要求高，工作量大且命名復(fù)雜，不適于抗病品種的選育。而且，該系統(tǒng)多數(shù)寄主是歐洲油菜品種，在亞洲適用較為困難。

在我國Walliams鑒別系統(tǒng)應(yīng)用較多，沈向群等[7]和丁云花等[8]研究表明，我國十字花科蔬菜根腫病菌生理小種以4號為主，丁云花等[8]的研究進一步指出4號生理小種的致病性較其他小種更強。

4 發(fā)病條件

土壤溫度、相對濕度、酸堿度等是影響根腫病發(fā)生的主要因素。

①溫度 溫度在10～30℃都可發(fā)病，病菌萌發(fā)和侵染的最適土溫為18～25℃，低于9℃或高于30℃都難以發(fā)病。

②土壤濕度 病菌喜潮濕的環(huán)境，土壤濕度大，低洼積水地和水改旱的田塊易發(fā)病，根腫病休眠孢子萌發(fā)、游動孢子游動需有充分的土壤濕度條件，當(dāng)土壤相對含水量在60%～98%時均可發(fā)病，最適土壤含水量為70%～90%。因此，多雨年份、低洼潮濕、排水不良的菜地發(fā)病重。病菌不耐干燥，土壤相對含水量在45%以下容易死亡，所以干旱年份發(fā)病減輕。

③土壤酸堿度 酸性土壤適宜病菌發(fā)育，pH值4.0～7.0都會發(fā)病，但pH值為5.4～6.5時，病害發(fā)生最嚴(yán)重，pH值7.2以上發(fā)病少。

本身土壤帶菌，若遇大雨、高溫高濕以及排水不利條件，植株本身虛弱受損，加上合適的溫濕度和pH值條件，根腫病發(fā)生嚴(yán)重。

5 病原菌診斷與檢測技術(shù)

由于根腫菌具有不同于其他物種的特性，利用分子生物學(xué)方法鑒定病原菌是未來發(fā)展的趨勢，有利于及時控制病原菌的傳播及制定有效的防治策略。目前，以聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）為基礎(chǔ)的十字花科蔬菜根腫病檢測技術(shù)迅速發(fā)展，由普通PCR及巢式PCR的定性檢測發(fā)展到了熒光定量PCR的定量檢測，并且將定量檢測與全細(xì)胞脂肪酸技術(shù)相結(jié)合，利用根腫菌侵染后產(chǎn)生的特異性脂肪酸（花生四烯酸20∶4）可對土壤及植物組織中的根腫菌進行精確定量檢測[9]。同時，也可以應(yīng)用熒光定量PCR檢測技術(shù)對粘附帶菌、交叉污染的種子、塊莖等進行定量檢測，對其帶菌量進行風(fēng)險評估[10]。采用Tapman探針與熒光定量PCR技術(shù)相結(jié)合對田間發(fā)病的土壤及人工接種的帶菌土壤進行檢測，該體系的擴增效率在92%以上，其檢測的最低限點可達(dá)每1 g土壤含500個休眠孢子，利用人工接種與定量檢測相結(jié)合的方法，可以根據(jù)土壤的帶菌量對田塊的病情進行準(zhǔn)確的預(yù)測，為種植抗病品種及輪作等防治手段提供理論依據(jù)[11]。因此，以聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)為基礎(chǔ)的分子生物診斷及檢測技術(shù)已成為根腫菌研究及防治方面的有力工具，只是在不同的研究中要不斷調(diào)整引物的特異性及反應(yīng)程序。

6 十字花科根腫病的主要傳播途徑[12]

①雨水及灌溉水傳播 病原菌的休眠孢子隨雨水及灌溉水在田間由高地勢向低洼地勢傳播，例如：高山種植的十字花科作物發(fā)生根腫病，土壤中根腫菌的休眠孢子會隨雨水或灌溉水的地表徑流傳到山下或者地勢較低洼的田地，同時，大雨及流水也能把帶菌泥土傳送到較遠(yuǎn)的地區(qū)。

②農(nóng)事操作傳播 農(nóng)事操作人員在發(fā)生根腫病的田塊進行農(nóng)事后攜帶病殘體及病土，使病原菌在本田傳播，并從一塊田地傳到另一塊田地，耙地及耕地時農(nóng)機具攜帶病殘體或者帶有根腫菌的土壤，造成根腫病菌在田間傳播。

③育苗基質(zhì)傳播 病區(qū)的土壤中含有大量的病殘體及休眠孢子，在病區(qū)生產(chǎn)的各種商品育苗基質(zhì)，會把病原菌帶入田中導(dǎo)致無病田塊發(fā)病，造成該病原菌傳播。

④帶病植株傳播 各種帶病植株會隨著商品菜的運輸從病區(qū)傳播到無病區(qū)。

7 綜合防控技術(shù)

十字花科蔬菜根腫病防治應(yīng)堅持“預(yù)防為主，綜合防治“的原則，采取“以杜絕菌源、合理輪作、改良土壤為主，藥劑防治為輔”的綜合治理措施[13～15]。

7.1 農(nóng)業(yè)防治技術(shù)

①選用抗病品種 是防治根腫病的重要途徑之一。目前生產(chǎn)上推廣的白菜抗根腫病品種較多，主要日韓代表品種有CR英雄、CR帝王系列、文鼎春寶、文鼎春蕾等。國內(nèi)代表品種有京春CR2、京春CR3、CR587、CR589、CR惠民、CR新春、Y670、山東19號、抗大3號等。據(jù)報道，瑞士先正達(dá)公司已培育出抗根腫病的甘藍(lán)品種先甘336、kalibro、kilaton、Kilaxy、Kilazol等，花椰菜品種科頓和科萊等，但由于適應(yīng)性、消費習(xí)慣等原因在我國生產(chǎn)上推廣較少，國內(nèi)科研單位選育的甘藍(lán)抗（耐）根腫病病品種有西園六號、西園14號、文甘12、綠抗9號等。據(jù)報道，2017年，北京捷利亞公司選育出抗根腫病蘿卜品種捷如夏，國內(nèi)抗根腫病蘿卜代表品種有雪單3號等。目前無抗根腫病芥菜品種的報道。但根腫菌生理小種較多，且其進化程度較高，一些抗病品種喪失抗病性的報道也屢見不鮮，所以獲得具有水平抗性或抗多個生理小種的抗病新品種成為重要的育種目標(biāo)。

②培育和選用無病壯苗 雖然十字花科蔬菜整個生育期都可感染根腫病，但是苗期是根腫菌侵染的重要時期，而苗期是否帶菌關(guān)系著發(fā)病的遲早與輕重，因此培育無病壯苗是防治根腫病最基礎(chǔ)的一環(huán)，目前生產(chǎn)上通常利用無病基質(zhì)結(jié)合穴盤育苗或漂浮盤育苗技術(shù)或在無病苗床土上培育無病壯苗。移栽定植時及時淘汰弱苗、病苗，在生長期內(nèi)，若發(fā)現(xiàn)零星病株，立即拔除帶出田間銷毀，并在病穴周圍撒石灰消毒，以防病菌擴散。

③合理輪作 根腫病菌存活時間長、傳播速度快并且只侵染十字花科植物，因此實行輪作是控制病害發(fā)生的重要措施之一。十字花科作物可與玉米、亞麻、麥類、豆科、茄科、葫蘆科等非十字花科作物輪作，來避免病菌在田間連續(xù)繁殖、積累。此外在我國四川、重慶等地運用水旱輪作技術(shù)，如重慶涪陵區(qū)的水稻—莖瘤芥栽培模式，大大減輕了莖瘤芥根腫病的發(fā)病程度。

④改良土壤酸堿度 提高土壤堿度是根腫病防治中應(yīng)用較廣泛的一種方法。一般土壤pH值為7.2左右時，根腫病發(fā)病率和發(fā)病程度會有所降低。適量撒施草木灰或熟石灰，同時增施農(nóng)家肥，在改變田間土壤酸堿度的同時，還能提高土壤通透性。

⑤加強田間栽培管理 加強田間管理可在一定程度上減輕根腫病為害。及時排除田間積水，中耕松土，清理雜草，特別是十字花科雜草，以降低田間土壤濕度；不用工業(yè)廢水灌溉農(nóng)田；作物生長過程中及時清理病株，收獲后徹底清除田間病殘體，以減少侵染源；采用深溝高畦栽培、使用滴灌澆水的方式，小水勤澆有利于減輕病害發(fā)生，大水漫灌則加重病害傳播。多用有機肥，少用化學(xué)肥料，施足有機基肥，熟化土壤，改良土壤，優(yōu)化氮、磷、鉀及微量元素配方是防治根腫病的有效措施。適時播種，合理安排茬口。對種子進行消毒，避免病害區(qū)蔬菜調(diào)運。

⑥合理施肥 施肥時應(yīng)注意氮、磷、鉀肥的合理搭配，不能偏施氮肥，同時注意微量元素肥料的施用，適時補充適量的鈣、硅、鎂等微量元素。適時噴施EM原液也可有效控制根腫病[16]。用腐熟禽畜糞肥等作基肥改良土壤，適當(dāng)提高土壤有機質(zhì)含量，利于根腫病防治。

7.2 化學(xué)防治

①種子處理及苗床消毒 雖種子不帶根腫菌，但隨附在種子表面的泥土可帶菌傳病，需重視種子消毒。用55℃溫水浸種15 min，再用10%氰霜唑懸浮劑2 000～ 3 000倍液浸種10 min；或?qū)?.5%咯菌腈按1∶10或1∶15用少量清水稀釋，后倒入需處理種子，充分?jǐn)嚢杈鶆蛑珵橹梗杉窗杓从?，或拌種后存放待用。苗床土壤消毒可使用10%氰霜唑懸浮劑1 500～ 2 000倍液處理。播前10天，苗床土壤用50%氟啶胺懸浮劑2 000倍液噴霧。杜絕病苗直接入田。

②大田藥劑防治 生產(chǎn)上報道較多用于防治根腫病的是五氯硝基苯，栽前以1.5～3.0 kg/667 m2的藥量于畦面均勻條施，或用75%五氯硝基苯可濕性粉劑700～ 1 000倍液灌根，每穴0.25～0.5 kg。常用的化學(xué)藥劑還有甲基硫菌靈、代森錳鋅、百菌清、氟啶胺、氰霜唑等。田間藥效試驗表明，10%氰霜唑和50%氟啶胺按一定比例施用，對中國大白菜根腫病防治效果良好，且防效優(yōu)于其他常用藥劑[17]。使用10%氰霜唑懸浮劑進行移栽大田澆土灌根處理，能在移栽后的生育期內(nèi)基本控制根腫病為害。

③生物防治 近年來，應(yīng)用拮抗微生物防治根腫病的研究越來越多，同時，生物防治因其安全、有效、無污染的優(yōu)勢，在根腫病防治中越來越受關(guān)注。國內(nèi)外篩選得到的拮抗微生物 Heteroconiumchaetospira、Trichoderma isolates（TC32、TC45、TC63）、Phoma glomerataJCM 9972、枯草芽孢桿菌XF-1、鏈霉菌A316與A10等在生防實踐中取得了良好的防治效果[18～22]。孫良菲等[23]篩選出放線菌YN-6、真菌XP-F2，試驗顯示其對白菜根腫病的防治效果分別為56.30%、61.80%。

8 展望

十字花科蔬菜根腫病是土傳病害，目前還沒有專用的特效藥進行化學(xué)防治，因此，農(nóng)業(yè)預(yù)防措施顯得尤為重要，如及時清除病株和病殘體，做好中耕除草和清園工作以及對農(nóng)具進行消毒，避免交叉感染等，同時培育無病壯苗結(jié)合化學(xué)防治和生物防治才能大大降低病害的發(fā)生率和嚴(yán)重度。

此外，由于我國根腫病的發(fā)生范圍廣，為害嚴(yán)重，生理小種多樣，只有持續(xù)不斷開展抗性基因研究，深入研究其作用機制及與上下游因子之間的關(guān)系，真正育成對不同根腫病生理小種具有廣譜抗性的品種，結(jié)合農(nóng)業(yè)、化學(xué)、物理以及生物的防治技術(shù)，才能真正做到對根腫病有效防治。

[1]Howard R J,Strelkov S E,Harding M W,et al.Clubroot of cruciferous crops-new perspectives on an old disease[J].Histopathology,2010,32 (1):35-42.

[2]Hwang S F,Strelkov S E,Feng J,et al.Plamodiophora brassicae:a review of an emerging pathogen of the Canadian canola (Brassica napus) crop[J].Molecular Plant Pathology, 2012,13(2):105-113.

[3]Devos S,Vissenberg K,Verbelen JP,et al.Infection of Chinese cabbage byPlasmodiophora brassicae leadsto a stimulation ofplant growth:impacts on cell wall metabolism and hormone balance[J]. New Phytol,2005,166:241-250

[4]Ludwig-Muller J,Prinsen E,Rolfe S A,et al.Metabolism and plant hormone action during clubroot disease [J].Plant Growth Regul,2009,28: 229-244.

[5]Williams P H.A system for the determination of races ofPlasmodiophora brassicae that infect cabbage and rutabaga [J].Phytopatholoyg, 1966,56(6):624-626.

[6]Brczacki S T,Toxopeus H,Mattusch P,et al.Study of physiologic specialization inPlasmodiophora brassicae:Proposals for attempted rationalization through an international approach [J].Transactions of the British Mycological Society,1975, 65(2):295-303.

[7]沈向群，聶凱，吳瓊，等.大白菜根腫病主要生理小種種群分化鑒定初報[J].中國蔬菜，2009（8）：59-62.

[8]丁云花，簡元才，余陽俊，等.我國8省市十字花科蔬菜根腫病病菌生理小種的鑒定 [J].中國蔬菜，2013（16）：85-88.

[9]Sundelin T,Christensen,C B, Larsen J,et al.In planta quantification ofPlasmodiophora brassicae using signature fatty acids and real-time PCR[J].Plant Dis,2010, 94:432-438.

[10]Rennie D C,Manolii V P,Cao T, et al.Direct evidence of surface infestation of seeds and tubers by Plasmodiophora brassicae and quantification of spore loads[J]. Plant Pathology,2011,60:811-819.

[11]Wallenhammar A C,Almquist C, Soderstrom M,et al.In-field distribution ofPlasmodiophora brassicae measured using quantitative real-time PCR[J].Plant Pathology, 2012,61:16-28.

[12]李金萍，朱玉芹，李寶聚.十字花科蔬菜根腫病的傳播途徑[J].中國蔬菜，2010（5）：21-22.

[13]趙毓潮，左叢山，向祖煥，等.氰霜唑懸浮劑防治十字花科根腫病效果研究[J].湖北植保，2008（3）：39-41.

[14]寸待菊，趙仙菊，李紅玲，等.油菜根腫病綜合治理對策初探[J].農(nóng)業(yè)開發(fā)與裝備，2013（4）：99-102.

[15]吳錦霞，崔衛(wèi)東，朱惠龍.十字花科蔬菜根腫病識別防治技術(shù)[J].上海蔬菜，2013（3）：46.

[16]朱英東，趙俊峰，王靜環(huán)，等.白菜根腫病生態(tài)防控技術(shù)[J].中國農(nóng)技推廣，2008，24（5）：38-40.

[17]楊佩文，尚慧，董麗英，等.大白菜根腫病發(fā)病因素分析與防治技術(shù)[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報，2009，22（3）: 663-666.

[18]Lee S O,Choi G J,Choi Y H.Isolation and characterization of endophytic actinomyce-tes from Chinese cabbage roots as antagonists to Plasmodiophora brassicae[J]. Journal of Micr-obiol and Biotechnology,2008,18:1 741-1 746.

[19]Peng G,Mcgregor L,Lahlali R. Potential biological control of clubroot on canola and crucifer vegetable crops[J].Plant Pathology, 2001,60:566-574.

[20]黃云.植物病害生物防治學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2010：291-292.

[21]何月秋，熊國如，范成明.防治十字花科根腫病的生物制劑及其應(yīng)用[P].200810058919.0.

[22]Cheah L H,Veerakone S,Kent G. Biological control of clubroot on cauliflower withTrichodermaand Streptomyces [J].New Zealand Plant Protection,2000,53:18-21.

[23]孫良菲，任佐華，彭沙莎，等.白菜根腫病菌拮抗微生物的篩選及防治效果評價 [J].湖南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2013（1）：84-87.

10.3865/j.issn.1001-3547.2017.14.001

重慶市“十三五”社會事業(yè)與民生保障科技創(chuàng)新專項資金項目——十字花科蔬菜優(yōu)質(zhì)高抗根腫病育種材料創(chuàng)制（cstc2015shms-ztzx8009）；蔬菜安全生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新及示范（cstc2015shms-ztzx8005）；優(yōu)質(zhì)多抗廣適應(yīng)蔬菜品種創(chuàng)新及示范（cstc2015shms-ztzx8007）

何海艷，西南大學(xué)園藝園林學(xué)院，南方山地園藝學(xué)教育部重點實驗室，重慶，400715，E-mail：860609712@qq.com

司軍，西南大學(xué)園藝園林學(xué)院，南方山地園藝學(xué)教育部重點實驗室，重慶，400715，E-mail：sijun@swu.edu.cn

2017-07-02