高天一，任錫亮，孟秋峰，王潔，黃蕓萍

（浙江寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，315040）

1 蕓薹屬蔬菜霜霉病的發(fā)生與為害

蕓薹屬蔬菜是我國(guó)主要的栽培蔬菜之一，主要包括大白菜、青菜、甘藍(lán)、芥菜等，霜霉病是全世界范圍內(nèi)嚴(yán)重威脅蕓薹屬蔬菜生產(chǎn)的一種重要真菌性病害，1796年霜霉病首次在芥菜上發(fā)現(xiàn)，并逐漸在世界范圍內(nèi)傳播至其他蕓薹屬蔬菜。目前霜霉病在我國(guó)各地區(qū)均有發(fā)生，嚴(yán)重時(shí)發(fā)病率可達(dá)到80%～90%，造成的產(chǎn)量損失可達(dá)20%～60%[1]，給我國(guó)蔬菜產(chǎn)業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，成為限制我國(guó)蔬菜產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一[2]。

蕓薹屬霜霉病菌的分類地位隨著人們對(duì)病原菌研究的逐步深入而發(fā)生變化。1796年P(guān)ersoon首次將十字花科霜霉病病原菌定名為寄生葡萄孢（Botrytis parasitica），1849 年 Fries將霜霉病病原菌更名為寄生霜霉[Peronospora parasitica（Pers.） Fr.][3]，2002年，Constantinescu等[4]通過(guò)對(duì)病原菌的基因序列分析研究，將霜霉病病菌再次更名為寄生無(wú)色霜霉（Hyaloperonospora parasitica），并確定其分類地位為卵菌門霜霉目霜霉科無(wú)色霜霉屬，該分類地位及命名一直沿用至今。

霜霉病最易在每年的春秋季發(fā)生，適宜發(fā)病溫度為16～20℃，寒冷潮濕、連續(xù)陰雨低溫的天氣利于發(fā)生。當(dāng)空氣環(huán)境濕度大時(shí)，葉片病斑背部會(huì)形成白色或灰色霉層；幼苗期和成株期均可發(fā)生霜霉病，包括子葉、真葉、花瓣和種莢等器官都能受到病原菌侵染，幼苗期是霜霉病最主要的為害時(shí)期；葉片被侵染后在葉背首先出現(xiàn)微小的黃色斑點(diǎn)，并隨著病害的發(fā)展逐漸擴(kuò)展為不規(guī)則的黃色病斑，嚴(yán)重時(shí)呈現(xiàn)黃褐色，導(dǎo)致植株品質(zhì)和產(chǎn)量的下降；花期發(fā)生霜霉病時(shí)，花瓣干癟并變?yōu)榫G色，花梗出現(xiàn)“龍頭病”的癥狀，當(dāng)環(huán)境濕度大時(shí)病斑部位可出現(xiàn)白色霉層；種莢發(fā)病后可出現(xiàn)黑色點(diǎn)狀病斑，種莢枯癟，無(wú)法結(jié)實(shí)。霜霉病的發(fā)生還可引起植株葉片生理水平降低，導(dǎo)致植株對(duì)其他病害抵抗能力下降，間接引發(fā)病毒病等其他病害[5，6]。

2 蕓薹屬霜霉病的侵染循環(huán)

霜霉菌能夠以卵孢子的形式在種子、土壤和病殘?bào)w等中進(jìn)行越冬休眠，卵孢子休眠時(shí)間一般為2～3月，并于翌年萌發(fā)后成為霜霉病發(fā)生的侵染源。帶菌種子播種后，卵孢子在適宜的環(huán)境下萌發(fā)形成孢子囊，可隨著種子的萌發(fā)侵染幼苗[7，8]。在田間，霜霉菌能夠伴隨氣流和雨水傳播到鄰近的健康植株上，通過(guò)植株表皮組織、自然孔口或傷口侵入植株健康組織，導(dǎo)致病害發(fā)生[6，9]。霜霉病潛伏期短，在環(huán)境條件適宜和常年連作的區(qū)域極易出現(xiàn)大規(guī)模的流行暴發(fā)。

十字花科霜霉病病原菌分為蕓薹屬?；?、蘿卜屬?；秃退j菜屬?；?個(gè)不同的寄主專化型，其中侵染蕓薹屬蔬菜的霜霉菌主要為芥菜屬專化型和蕓薹屬?；汀＝娌藢賹；退咕荒芮秩窘娌俗魑铮荒芮秩酒渌只浦参?。蕓薹屬專化型存在生理小種分化的情況，分為甘藍(lán)型、芥菜型和白菜型3個(gè)生理小種，甘藍(lán)型生理小種主要侵染甘藍(lán)、青菜花和花椰菜，對(duì)其他蕓薹屬蔬菜侵染能力較弱；芥菜型生理小種主要可以侵染芥菜，對(duì)甘藍(lán)和白菜等蕓薹屬蔬菜侵染力較弱；白菜型生理小種主要侵染大白菜、小白菜、芥菜、蕪菁等，對(duì)甘藍(lán)侵染能力弱[2，10]。

3 蕓薹屬蔬菜霜霉菌保存方式

由于霜霉病病原菌為活體營(yíng)養(yǎng)型真菌，具有極強(qiáng)的寄主?；裕壳吧袩o(wú)法在人工合成的培養(yǎng)基上進(jìn)行離體培養(yǎng)，因此關(guān)于霜霉病菌的保存方法也是現(xiàn)有研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。目前最常用的霜霉菌保存方法是活體植株葉片接種保存，即將植株病斑部位的霜霉菌孢子洗下，通過(guò)不斷接種新鮮植株葉片進(jìn)行活體保存[11]。除此之外還有葉片冷凍保存的方法，楊麗娟等[12]通過(guò)比較離體子葉冷凍法、離體葉片冷凍法和10%二甲基亞砜+5%脫脂乳冷凍法3種保藏霜霉病菌的方法，發(fā)現(xiàn)離體子葉冷凍法適用于寄生霜霉病菌的保藏，冷凍保藏12個(gè)月后病菌孢子囊仍可保持較高的萌發(fā)率。更多霜霉菌保存方法還在進(jìn)一步的研究和探索中。

4 蕓薹屬蔬菜霜霉病防治措施

及時(shí)有效地防治霜霉病對(duì)蕓薹屬蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展意義重大，目前防控霜霉病主要采用以下幾種措施。

4.1 選育抗病品種

選用抗病品種是防治霜霉病最有效的方式，抗病品種具有對(duì)病害防治的穩(wěn)定性和特異性。不同品種對(duì)霜霉病的抗性具有顯著差異，目前國(guó)內(nèi)已選育出了一些對(duì)霜霉病抗性優(yōu)良的蕓薹屬蔬菜育種材料。李穎等[13]從260份大白菜材料中篩選出對(duì)霜霉病抗病性好的自交系17份、組合系12個(gè)。同時(shí)一些商業(yè)品種，例如大白菜品種晉菜3號(hào)、中白76號(hào)、北京新5號(hào)、天正秋白2號(hào)、天正秋白5號(hào)、太原二青等，小白菜品種夏綠2號(hào)、京冠1號(hào)、京冠3號(hào)、抗熱 605、華綠四號(hào)等，芥菜品種牛勒巴芥菜、寬葉青1號(hào)等，甘藍(lán)品種中甘11號(hào)、報(bào)春等，都對(duì)霜霉病有比較好的抗性[6，14～17]。

4.2 農(nóng)業(yè)措施管理

霜霉病田間的發(fā)生與栽培管理方式密切相關(guān)，科學(xué)的農(nóng)業(yè)管理措施可以有效降低田間霜霉病的發(fā)生率。栽培過(guò)程中，應(yīng)注意適時(shí)播種，播種期不宜過(guò)早。種植時(shí)應(yīng)注意合理密植，選擇高壟地塊進(jìn)行栽培，種植地塊應(yīng)排水良好，防止由于積水導(dǎo)致的高濕度環(huán)境引發(fā)病害。栽培時(shí)應(yīng)密切注意水肥管理，保持土壤疏松，施足底肥，少施氮肥，多施磷、鉀肥，并進(jìn)行輪作倒茬。在種植時(shí)應(yīng)注意播種間距，間苗不宜過(guò)晚，留苗密度要小。當(dāng)田間發(fā)現(xiàn)病株時(shí)應(yīng)及時(shí)清除病葉，銷毀焚燒和深耕掩埋，防止病殘?bào)w成為侵染源導(dǎo)致霜霉病再侵染情況的發(fā)生。

4.3 化學(xué)藥劑防治

目前常用的霜霉病防治方式是使用化學(xué)試劑，對(duì)霜霉病有效的殺菌劑有很多種，包括滅克錳鋅（氟嗎·錳鋅）、百菌清、甲霜靈、烯肟菌酯、普力克（霜霉威）等，化學(xué)藥劑的使用方法可分為種子消毒處理和田間藥劑噴施，種子處理通常是在播前以種子質(zhì)量0.4%的25%甲霜靈可濕性粉劑或75%百菌清可濕性粉劑拌種[16，18]。藥劑噴施處理應(yīng)在田間霜霉病發(fā)生初期進(jìn)行，施藥過(guò)程中應(yīng)注意噴施均勻，避免在陰雨天氣施藥，一般每隔7～10 d施用1次，連續(xù)2～3次即可起到防治效果，同時(shí)應(yīng)注意不同藥劑的交叉施用，防止病菌對(duì)單一藥劑產(chǎn)生抗藥性，影響防治效果[9，15]。施用過(guò)程中應(yīng)注意農(nóng)藥使用劑量，避免高濃度農(nóng)藥產(chǎn)生藥害。雖然采用化學(xué)藥劑對(duì)霜霉病防治效果明顯，但化學(xué)藥劑存在毒性強(qiáng)、對(duì)環(huán)境污染大的缺點(diǎn)，長(zhǎng)期施用還會(huì)導(dǎo)致病菌產(chǎn)生抗藥性和生理小種變異，因此化學(xué)防治方式應(yīng)受到嚴(yán)格監(jiān)控。

4.4 生物防治

生物防治方法由于其對(duì)環(huán)境友好的特性而逐漸開始受到人們的重視，目前對(duì)霜霉病的生防研究也取得了一定的進(jìn)展。劉繼紅[19]利用從土壤中篩選出的5株生防鏈霉菌對(duì)白菜霜霉病防治效果進(jìn)行測(cè)定，發(fā)現(xiàn)其對(duì)白菜霜霉病具有較好的防治效果。洪海林等[20]研究發(fā)現(xiàn)，枯草芽孢桿菌水分散粒劑對(duì)田間白菜霜霉病具有良好的防效，防治效果最高可達(dá)到88.6%。馬華升等[21]研究發(fā)現(xiàn)，木霉誘變菌株HZ0510制劑可以有效防治田間霜霉病的發(fā)生，防治效果可達(dá)到77.5%，同時(shí)還能夠提高白菜產(chǎn)量。姚文飛等[22]利用懸滴法進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)植物乳油對(duì)白菜霜霉病孢子萌發(fā)具有顯著的抑制作用。生物防治具有對(duì)環(huán)境友好、不會(huì)使病蟲害產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)勢(shì)，但目前在田間的應(yīng)用還有一定的難度，存在例如生防菌種類少、田間防治效果不穩(wěn)定等問(wèn)題，更多關(guān)于霜霉病生防菌株的研究目前還在進(jìn)一步的探索中。

5 寄主抗性反應(yīng)機(jī)制和抗性遺傳規(guī)律

霜霉病菌生理小種分化很多，不同生理小種的霜霉病菌侵染后，寄主防衛(wèi)信號(hào)途徑中相關(guān)基因的表達(dá)存在顯著的差異，因此，目前推測(cè)蕓薹屬蔬菜對(duì)霜霉病的抗性可能存在多種不同機(jī)制，包括激活植物體某些信號(hào)通路途徑、激活抗性基因表達(dá)和抗逆相關(guān)酶活提升等?？共∑贩N與病菌互作后，寄主能夠依賴R基因激活自身水楊酸信號(hào)途徑相關(guān)基因表達(dá)，產(chǎn)生系統(tǒng)抗性，阻止霜霉病菌的進(jìn)一步侵染，而茉莉酸和乙烯信號(hào)介導(dǎo)的基礎(chǔ)抗性途徑也會(huì)對(duì)防御霜霉病侵染起到一定的作用[23]。在大白菜與霜霉病菌的互作中，幾丁質(zhì)酶基因和β-1，3葡聚糖酶基因在大白菜對(duì)霜霉病的免疫反應(yīng)起到重要的作用，同時(shí)霜霉病菌的侵染可誘導(dǎo)大白菜2種α-微管蛋白基因表達(dá)，并且同感病品種相比，抗病品種葉片細(xì)胞微管結(jié)構(gòu)更加完整[24，25]。冷月強(qiáng)[26]通過(guò)比較白菜霜霉病抗病品種與感病品種間與抗性反應(yīng)相關(guān)酶活的差異，發(fā)現(xiàn)在霜霉菌侵染后，與感病品種相比，抗病品種的POD、PPO等酶活性顯著升高，申姍娜[27]研究發(fā)現(xiàn)，抗病品種葉片的葉綠素和木質(zhì)素含量顯著高于感病品種,而可溶性糖的含量顯著低于感病品種。Xiao等[28]通過(guò)比較小白菜抗病品種與感病品種間基因表達(dá)模式，發(fā)現(xiàn)抗病品種中與抗性通路相關(guān)的基因表達(dá)量顯著高于感病品種。Li等[29]對(duì)大白菜基因組全轉(zhuǎn)錄組手段分析，發(fā)現(xiàn)與感病品種相比，抗病品種有68個(gè)基因上調(diào)表達(dá)，這些基因與病原菌寄主互作通路的抗病反應(yīng)密切相關(guān)，并涉及到轉(zhuǎn)錄因子、蛋白合成、代謝通路、細(xì)胞壁形成等許多方面。王彥華等[30]用霜霉病菌接種蘇州青白菜抗病自交系，其寄主抗性表達(dá)結(jié)果表明，BCWRKY1是對(duì)霜霉病菌早期應(yīng)答的基因，在寄主抗病信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中具有重要的作用。

蕓薹屬蔬菜對(duì)霜霉病的遺傳抗性機(jī)制十分復(fù)雜。目前包括單顯性基因控制[31～34]、單隱性基因控

制[35]、雙顯性基因控制[36]、雙隱性基因控制[37]的霜霉病抗性遺傳方式均有報(bào)道。蕓薹屬蔬菜對(duì)霜霉病的抗性可能受到主效基因和微效多基因共同調(diào)控，不同作物的不同品種對(duì)霜霉病的抗性遺傳規(guī)律均有所不同[32，38]。因此目前對(duì)霜霉病的抗性遺傳規(guī)律尚不明確。并且植株在成株期和苗期等不同生育期對(duì)霜霉病的抗性機(jī)制也不同，Monteiro等[36]研究發(fā)現(xiàn)，在不同生育期的甘藍(lán)，植物成株期對(duì)霜霉病的抗性由單顯性基因調(diào)控，而幼苗期的抗性則有由2個(gè)顯性基因調(diào)控。

6 霜霉病分子標(biāo)記

隨著分子生物學(xué)的快速發(fā)展，采用分子標(biāo)記技術(shù)篩選霜霉病的抗病材料已經(jīng)逐漸受到科學(xué)研究者的關(guān)注。目前在蕓薹屬霜霉病分子標(biāo)記的研究方面取得了一定的進(jìn)展，并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些與霜霉病抗性相關(guān)的分子連鎖標(biāo)記，已經(jīng)應(yīng)用的分子標(biāo)記技術(shù)包括 AFLP、RAPD、SSR、ISSR 等。 Farinhσ 等[39]通過(guò)AFLP、RAPD和ISSR等技術(shù)，篩選出2個(gè)與霜霉病緊密連鎖的分子標(biāo)記OPK17-980和AT.CTA-133/134。王神云[2]發(fā)現(xiàn)，霜霉病抗性由單基因顯性控制，并擴(kuò)增到一條與霜霉病抗性緊密連鎖片段BoRAAG/CTC113。冷月強(qiáng)[26]利用RAPD方法獲得一條與霜霉病基因緊密連鎖的多態(tài)性片段AY121238，遺傳距離為6.7 cM。邸青[10]研究表明，大白菜霜霉病抗性由單顯性基因控制，并通過(guò)SRAP標(biāo)記的方法篩選出2個(gè)與霜霉病抗性基因連鎖的標(biāo)記Me1E40和Me3E33。Kim等[40]利用RAPD方法在大白菜基因組中篩選到一條與霜霉病抗性緊密連鎖的片段BrRHP1。虞慧芳等[41]利用 SSR方法獲得了一個(gè)與大白菜抗霜霉病基因抗性緊密連鎖的標(biāo)記 RPP13MK。只升華[42]利用3482個(gè)SLAF標(biāo)簽和己公布的206個(gè)SSR標(biāo)記和Indel標(biāo)記組成1064個(gè)bins，最終構(gòu)建一個(gè)總長(zhǎng)度為858.98 cM的高密度bin遺傳圖譜，檢測(cè)出6個(gè)與霜霉病相關(guān)的QTL。隨著霜霉病抗病新材料的不斷培育，更多蕓薹屬蔬菜霜霉病的分子標(biāo)記正在開發(fā)中。

7 展望

霜霉病是蕓薹屬蔬菜生產(chǎn)上的重要病害，目前關(guān)于蕓薹屬蔬菜霜霉病的研究取得了一定的進(jìn)展，但仍存在許多亟需解決的問(wèn)題，特別是在抗病品種選育方面的研究還存在著諸多難點(diǎn)。其主要的原因因有以下幾個(gè)方面：①病菌無(wú)法進(jìn)行離體培養(yǎng)，由于霜霉病菌為活體營(yíng)養(yǎng)型真菌，目前為止還沒(méi)有探索出病菌離體培養(yǎng)的方式，因此對(duì)從傳統(tǒng)生物學(xué)角度研究霜霉病菌產(chǎn)生了很大的障礙，降低了霜霉病研究的效率；②霜霉病菌生理小種具有多樣性，不同生理小種間的致病力和寄主范圍具有一定程度的差異，并且在田間能夠不斷地進(jìn)行分化變異，因此寄主對(duì)病原菌的抗性持續(xù)性較弱，病原菌小種的變異使得篩選出的抗性材料在短時(shí)間內(nèi)很容易喪失對(duì)霜霉病的抗性；③霜霉病抗性遺傳規(guī)律復(fù)雜，目前研究表明，霜霉病抗病遺傳規(guī)律受不同生理小種之間影響很大，不同寄主對(duì)霜霉病菌的抗病機(jī)制不同，抗性遺傳規(guī)律十分復(fù)雜，寄主與病原菌的互作關(guān)系尚未完全明確，給抗病品種的選育造成了很大的困難。

同時(shí)由于霜霉病在我國(guó)分布面積廣泛，而不同地區(qū)的栽培品種差異性很大，因此加快抗病品種的布局，推進(jìn)病害綠色防控體系建立，是從源頭上預(yù)防蕓薹屬蔬菜霜霉病發(fā)生的根本方式。隨著分子生物學(xué)研究的不斷深入，利用基因組學(xué)在分子水平層面進(jìn)行霜霉病菌的研究展現(xiàn)出巨大的潛力，白菜、小白菜、芥菜等蕓薹屬蔬菜全基因組序列的公布，為從基因?qū)用嫜芯克共∨c寄主的互作關(guān)系奠定了基礎(chǔ)。霜霉病抗病相關(guān)分子標(biāo)記的篩選，寄主對(duì)不同生理小種的互作關(guān)系和遺傳抗性機(jī)制，霜霉病抗病品種的選育等研究方向，都將是蕓薹屬蔬菜霜霉病未來(lái)研究的重點(diǎn)目標(biāo)。