山核桃干腐病病理学与防治研究进展_蔡浩铭.pdf

山核桃干腐病病理学与防治研究进展DOI:10.19692/j.issn.1006-1126.20230320摘要：山核桃（Carya cathayensis）为我国著名的优质干果，近年来深受干腐病危害。该文介绍山核桃干腐病发病现状和危害，对其病害循环、发病症状、病原菌、外部影响因素及防治研究进行梳理，并结合分子技术，对其未来研究方向提出建议。关键词：干腐病；病害循环；可持续防治；山核桃中图分类号：S792文献标识码：A收稿日期：2022-09-21基金项目：浙江省重点研发计划项目（2020C02005）第一作者：蔡浩铭（1997），男，硕士研究生，主要从事植物与病菌互作研究。通信作者：黄有军（1971），男，博士，教授，主要从事植物发育生物学研究。蔡浩铭，陈佳慧，黄有军（浙江农林大学林业与生物技术学院浙江省森林芳香植物康养功能研究重点实验室，浙江杭州311300）Research Progress on Pathology and Control of Trunk Canker Disease onCarya cathayensisCai Haoming,Chen Jiahui,Huang Youjun(Zhejiang Provincial Key Laboratory of Forest Aromatic Plantsbased Healthcare Functions,College of Forestry and Biotechnology,Zhejiang A&F University,Hangzhou,Zhejiang 311300,China)Abstract:Carya cathayensis is famous dry fruit in China,which was damaged by trunk canker disease deeply.Occurrence status and harmfulness of truck canker disease on C.cathayensis were described.Studies on disease cycle,symptom,pathogenic bacteria,external influencing factors and control were summarized.Future research directions were suggested combining molecular technique.Key words:trunk canker disease;disease cycle;sustainable control;Carya cathayensis山核桃（Carya cathayensis）是我国著名的优质干果1，经济价值高，属于胡桃科（Juglandaceae）山核桃属落叶乔木，主要分布在浙江省和安徽省交界的天目山区、浙江省杭州市淳安县及安徽省宁国市等地2。截至2021年12月，浙江省杭州市临安区的山核桃栽培面积超过3.8 104hm2（数据来源于杭州市临安区农业农村局）。山核桃产业是当地的支柱产业，是林农收入的主要来源之一，在实现浙江林农富裕、乡村振兴中发挥重要作用。近年来，因缺乏科学经营及受气候条件影响，山核桃干腐病发病严重，影响山核桃产业的健康发展，并带来较大的经济损失。作为山核桃干腐病病原菌的优势病菌，葡萄座腔菌属（Botryosphaeria）真菌成为研究热点之一3。本文综述山核桃干腐病的发生、病原菌、发病症状及外部影响因素，总结现有山核桃干腐病防治技术，提出今后研究方向，为山核桃研究者、种植者提供参考，以期实现山核桃干腐病可持续防治。1山核桃干腐病发生与病理学1.1山核桃干腐病发病现状与危害近年来，种植农户为追求经济效益，大面积种植山核桃林，造成其生态脆弱，各种病虫害如山核桃干腐病、褐斑病、根腐病、蚜虫（Kurisakia sinocaryae）、天牛（Cerambycidae）和花蕾蛆（Contariniaspp.）等大面积爆发4。其中，干腐病对山核桃的生长、果实产量和树势均造成严重危害，甚至导致山核桃树木过早死亡5。该病在浙江桐庐、临安和淳安一带较普遍，发病率均超过 80%，个别地区发病第52卷第3期2023年 6 月广西林业科学Guangxi Forestry ScienceVol.52No.3Jun.2023第 3 期率可达 90%，给当地林农带来重大经济损失，严重威胁山核桃产业的可持续发展6。2022年浙江省农业农村厅专项调查显示，杭州市山核桃林干腐病罹病 面 积 约 占 64%，达 3.9 104hm2；临 安 区 为 发病最严重的区域，干腐病罹病面积约占 84%，达3.1 104hm2，枯死约3.7万株；干腐病造成山核桃减产15%以上，年产量损失1 400余t，直接经济损失高达1.024 4亿元，给当地山核桃产业带来巨大经济损失。1.2山核桃干腐病的病害循环分析山核桃干腐病病菌最初侵染的部位为树体伤口或自然孔口，以菌丝体的形态在树体内过冬，至翌年春天开始活跃，分生孢子借助风雨从树体伤口或自然孔口侵入树体，通过树体组织进一步传播，也会随着繁殖材料（如带菌苗木和接穗等）转运，发生远距离传播7，传播后在树干2 m以下位置出现潜伏侵染特征。干腐病病菌最初属于活体营养性共生菌，会和山核桃树体共存一段较长时间；春季到来时，在全球气候变暖及春季湿润环境的影响下，病菌逐渐向死体营养型共生菌转变，进而在山核桃树干上形成溃疡斑8。葡萄座腔菌属真菌 B.dothidea 菌丝的生长温度为8 40，最适宜的温度为26 左右；孢子在15 40 可萌发，最适宜的温度为25 左右9。山核桃干腐病发病最严重的地区为杭州市临安区，海拔140 1 037 m，属亚热带季风气候，气候温和，降雨充沛，无霜期长10。山核桃树龄为10 20年时，随树龄增加山核桃病害呈加重趋势，20年以上时，呈减弱趋势11。山核桃干腐病发病期一般为每年的3 10月；每年3 4月上旬，真菌开始活跃，菌丝生长旺盛，生长蔓延，穿过树皮形成溃疡斑，并在形成子实体释放孢子的同时，传播形成新的侵染，属于孢子释放初期；5 6月中下旬为孢子释放高峰期；7 8月，由于高温，孢子停止释放转为休眠；9 10 月初，由于气温回落到菌丝生长的适宜范围，出现孢子释放小高峰，释放量为 5月高峰期的2%左右；冬季，病菌为休眠状态，以菌丝体的形态在树体内过冬，直至次年春季继续活跃并侵染树体9，12。1.3山核桃干腐病症状山核桃幼树树干是干腐病病菌的主要危害部位，发病初期，危害部位主要集中在树干中下部（树干离地面0 2 m），菌丝在树干中定植生长后，会在病斑周围潜伏侵染，在木质部侵染深度达2 3 cm；树干上可观察到形状为椭圆形或不规则形状、黄褐色水渍状的病斑13-14。发病中期，随病斑面积不断扩大，颜色由黄褐转黑，病斑变为明显的黑色溃疡斑，用手指按压会有带泡沫的液体流出，挥发出类似酒糟的气味；随干腐病病程不断推进，病斑呈不规则形开裂，多为长椭圆形或梭状，并从开裂处流出类似墨汁的汁液；当空气湿度低于某个范围时，病斑部位的液体会转化为褐色胶质物，剥开树皮可以明显看到维管形成层发黑腐烂13-15。发病后期，病菌侵染部位逐渐丧失水分而凹陷，并呈纵向开裂，健康和发病部位交界处会产生愈合组织，呈明显的溃疡斑；发病严重的枝条或树干，会出现病菌环绕树干一周的现象，导致营养传输组织受损，使树木枯死4,16-17。1.4山核桃干腐病病原菌研究1994年，章旭东等18首次发现山核桃溃疡病的病症，为水渍型，认为造成此病害的病原菌为群生小穴壳菌（Dothiorella gregaria），属于半知菌亚门腔孢 纲（Coelomycetes）球 壳 孢 目（Sphacropsidales）；2005年，胡国良等19在研究中阐述山核桃病原菌分类地位的同时，首次提出病原菌是B.fusisporae Yu，为有性型，属于子囊菌亚门（Ascomycotina）。2009年，杨淑贞等20也认为B.fusisporae Yu为山核桃干腐病的致病病原菌。2011 年，Zhang 等21最终确定葡萄座腔菌属为山核桃干腐病的致病病原菌，以B.dothidea为代表，为有性型，属子囊菌门（Ascomycota）葡萄座腔菌科（Botryosphaeriaceae）。山核桃干腐病致病病原菌包括 B.dothidea、B.obtusa 和B.fabicerciana；B.dothidea为优势病菌3。病菌菌株CK16的基因组序列22，BDLA16-7的高质量基因组组 装 和 注 释 资 源23及 BCTK16-35、BFLG18-2 和BQTK16-3024被陆续发现。1.5外部因素对山核桃干腐病的影响外部因素影响山核桃干腐病的发生，包括自然因素和人为因素。1.5.1土壤pH值土壤 pH值与植物的生长、生理活动及其对营养物质的利用效率有直接联系25。土壤 pH 值为4.50 5.49的山核桃林，干腐病和根腐病的病情指数分别为34.4和48.0，高于土壤pH值为6.50 7.49的山核桃林26。pH 值为 5.5 7.0的土壤是山核桃生长的最佳环境27。土壤pH值变低，与经营措施和长期不科学施用化学肥料有关。1.5.2施肥类型、方法施用化学肥料，可促进山核桃生长28。长期不合理的施肥会给土壤带来负面影响，使土壤渐渐退化，造成山核桃根系无法正常生长发育，树体的营蔡浩铭，陈佳慧，黄有军：山核桃干腐病病理学与防治研究进展407广西林业科学第 52 卷养得不到保障，为病原菌入侵创造有利条件29。与施50%有机肥和不施肥的山核桃林相比，施无机肥的山核桃林干腐病和根腐病发病程度更严重，干腐病和根腐病病情指数分别为47.9和55.1，因为化肥在分解过程中会产生酸类物质和CO2，CO2和土壤中的水相结合变成酸性物质，使土壤酸化26。1.5.3土壤类型山核桃对土壤的适应性较广，在花岗岩、板岩和石灰岩等发育的土壤中均能生长；在由花岗岩发育形成的黑色石灰土上，山核桃生长良好，发病程度较轻4。临安山核桃林地土壤有红壤、岩性土和黄壤3种类型，其中黄壤的山核桃林干腐病与根腐病病情指数均显著低于岩性土26。在安徽宁国、歙县和浙江淳安、临安、桐庐和安吉的野外调查均显示，最适合栽植山核桃的土壤为黑色石灰土，山核桃生长良好，病害较少30-31。1.5.4除草方式采用物理除草和不除草的山核桃林干腐病和根腐病发病程度均比化学除草（采用除草剂）轻，采用除草剂的干腐病病情指数为 34.9，根腐病为45.626，因为林农大量使用草甘膦等除草剂，使林下灌木、杂草消失，生物多样性降低，林地土壤碳积累减少，山核桃树体抗病能力显著降低10。1.5.5自然因素温度和湿度等自然因素会对山核桃干腐病病菌侵染树体产生影响，冬季气温较高降水较少及夏季温度和湿度均较高的自然条件有利于病菌侵染山核桃，是因为冬季气温较高而降水少符合病菌在树体越冬的条件，但其对树体的生长产生限制，削弱树体的抗病能力；夏季降水多和温度高促进病菌菌丝生长及分生孢子的传播扩散和侵染32。2山核桃干腐病防治目前，我国山核桃干腐病防治方法主要有物理、化学和生物防治。2.1物理方法配合化学防治吴志辉等33将碳酸钠10倍液、硫酸铜50倍液、20%“908”2倍液和70%甲基托布津可湿性粉剂50倍液分别采用4种方式（：直接涂药；：用利刀对病斑进行横向划道，深至木质部，划道间隔 2 3cm，涂药；：简单刮除病部后涂药；：彻底刮除病部即深至健康木质部内1 cm左右，涂药）施药，结果表明，彻底刮除病部施药处理最佳；病斑数量较少时，适合采用彻底刮除病部施药；病斑数量过多时，也可采用病部划道后涂药；20%“908”2 倍液为最佳。杨淑贞等20在研究中发现彻底刮除病斑施药和用利刃将病部划成网格状后喷药效果较好；在山核桃干腐病病原菌孢子发生盛期，在病株上喷洒体积分数为 80%402 抗菌剂乳油 1 100 1 2 500 倍液、80%乙蒜素乳油 1 100 1 2 500 倍液和 95%硫酸铜晶体 1 100 1 500倍液，均能有效控制病原菌孢子蔓延；在该病病原菌入侵山核桃木质部时，在刮除病斑或在病斑上深划线后，用 80%乙蒜素乳油、80%402 抗菌剂或 95%硫酸铜晶体 1 100 1 500倍溶液进行喷雾治疗，均可见明显的防治效果。虽然刮除病斑可起到一定的防治效果，但也给树体增加病原菌入侵的伤口，极易再次造成病原菌入侵；山核桃树较高大，且生长在斜坡上，施药操作不便12。2.2化学防治张传清等34研究表明，苯醚甲环唑等DMIs（麦角甾醇脱甲基抑制剂类）药剂对山核桃干腐病的防治效果较好，且已开始一定规模的应用。基于干腐病病菌可在树体内越冬和潜伏侵染的特性，张传清等12提出涂干（遏制子实体和溃疡斑的形成）+喷雾（铲除树体内病菌以防止新侵染产生）的防治策略，福美胂涂干戊唑醇腐霉利（1 5）连续喷雾 3 次对山核桃干腐病有较好的防治效果；用于涂干的药剂选用持效期长的广谱杀菌剂，用于喷雾的药剂选用对干腐病菌具有较强抑制活性的药剂，均可达到防治效果。王丽臻等35发现，80%乙蒜素乳油、80%402 抗菌剂和95%硫酸铜晶体均能较好地抑制山核桃干腐病病菌活性，在林间试验中也有较好的效果；戴德江等36经过室内筛选发现，干腐病病菌活性在戊唑醇、喹啉铜和苯醚甲环唑的作用下被明显抑制。2.3生物防治化学防治对山核桃干腐病有较好的治疗效果，但其毒性较高，会对环境产生影响。生物防治具有化学防治不具备的优势，枯草芽孢杆菌（Bacillussubtilis）作为一种嗜热的好氧革兰氏阳性菌37-38，对许多根部、花叶部及枝干部病害的病原菌均有较好的抑制作用39，是一种较好的生防微生物。葛康康等5采用平板对峙培养法研究拮抗菌对山核桃干腐病病原菌的抑菌活性，发现枯草芽孢杆菌菌株BS111对病原菌有明显的抑制作用；枯草芽孢杆菌无菌液抑菌活性与pH值呈正相关，环境pH值越高，抑菌活性越强。3小结与展望山核桃干腐病的防治有物理方法配合化学方408第 3 期法、化学方法（广谱杀菌剂涂干+药剂喷雾）和生物方法（枯草芽孢杆菌）。随着分子技术发展，植物体内含有的微小核糖核酸（MicroRNA）、非编码 RNA在寄主植物和病菌互作中的生物学功能组建成为研究热点之一40-43。为更有效地控制山核桃干腐病发生，可深入研究病原菌侵染山核桃的分子机制，在山核桃抵御病原菌入侵的信号途径中，寻找相关的MicroRNA或非编码RNA，探究两种RNA在信号途径中的表达方式，了解山核桃防御机制，为山核桃产业的健康发展提供参考。利益冲突：所有作者声明无利益冲突。作者贡献声明：蔡浩铭负责论文撰写、文献修改和文献检索；蔡浩铭和陈佳慧共同负责研究计划制定、试验调查和数据收集与分析；黄有军负责研究计划的修改和论文的修改。参考文献：1吕秋菊，沈月琴，高宇列，等.山核桃产业的发展过程、动因及展望 J.浙江农林大学学报，2012，29（1）：97-103.2郭传友，黄坚钦，方炎明.山核桃研究综述及展望 J.经济林研究，2004，22（1）：61-63.3王璇，马良进，吕全，等.山核桃干腐病病原菌的鉴定 J.浙江农林大学学报，2014，31（2）：238-245.4张璐璐，贾桂民，叶建丰，等.浙江临安山核桃干腐病发生发展规律 J.浙江农林大学学报，2013，30（1）：148-152.5葛康康，姚翰文，潘佳亮，等.山核桃干腐病拮抗细菌的鉴定及其抑菌效果 J.东北林业大学学报，2018，46（1）：95-100.6 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