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蘆筍莖枯病防控技術研究綜述

來源:長江蔬菜 作者:瞿華香,崔國賢,張岳平
發布于:2021-09-26 共6288字

  摘    要: 本文綜述了蘆筍莖枯病發生及其病原菌研究概況、蘆筍野生種質資源及其抗莖枯病應用前景和蘆筍莖枯病防治技術等方面的研究進展,并認為大力加強蘆筍抗莖枯病品種的選育是病害防控的根本方向和關鍵策略。

  關鍵詞 :     蘆筍,蘆筍莖枯病抗病,育種,

  Abstract: In this paper, the occurrence and pathogen research of asparagus stem blight, wild asparagus germplasm resources and application prospects of asparagus stem blight resistance and control technology of asparagus stem blight were reviewed. It was considered that strengthening the breeding of asparagus cultivars resistant to stem blight was the fundamental direction and key strategy of disease control.

  Keyword: Asparagus officinalis L.; Asparagus stem blight; Disease resistance; Breeding;

  蘆筍(Asparagus officinalis L.)營養價值高,富含天冬酰胺、皂苷、黃酮、硒和植物多糖等多種活性成分,能抗腫瘤、抗氧化和降血脂,被譽為“蔬菜之王”“世界十大名菜”之一[1,2]。蘆筍原產于地中海東岸及小亞細亞,已有2 000 a以上的栽培歷史,20世紀初傳入中國,60年代中國臺灣的蘆筍外銷量大幅遞增,70年代我國內陸開始大量種植蘆筍,遍及華北、西北、西南等地區。20世紀90年代以來,我國蘆筍面積逐漸擴大,主要加工成蘆筍罐頭出口,蘆筍成為重要的出口創匯型蔬菜[3]。當前,中國是世界上蘆筍種植面積最大的國家,總種植面積約150萬畝(10萬hm2),占全球種植總面積一半以上[4]。蘆筍加工產業鏈長,可生產出蘆筍茶、酒、飲料和蘆筍抗癌藥等高附加值產品,在醫藥、食品等領域應用開發前景廣闊。近年來,我國蘆筍莖枯病平均發病率居高不下,可導致減產30%以上,嚴重時甚至絕收[5,6,7,8]。鑒于莖枯病為害已成為制約我國蘆筍生產可持續發展的突出問題,筆者對蘆筍莖枯病的發生和防控策略進行了綜述,為生產上較好地進行蘆筍莖枯病的防控提供借鑒與參考。

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  1 、蘆筍莖枯病發生及其病原菌研究進展

  病害是制約蘆筍產業健康發展的重要因素之一,主要包括莖枯病、褐斑病和根腐病等,其中莖枯病為害最為嚴重,極易造成毀滅性影響。蘆筍莖枯病由蘆筍莖枯病菌(Phomopsis asparagi)引起,在全球范圍內廣泛發生,美國、澳大利亞和希臘等國均有報道,中國、日本和泰國等亞洲諸國因主產區的濕熱氣候和品種生態適應性差導致病害十分嚴重[4,6,9]。目前,蘆筍莖枯病在發病癥狀、生活周期、生化防控及病原生物學特性等方面的研究取得了一定進展,然而,病原菌的致病機制研究仍然較為薄弱,不利于蘆筍莖枯病的綜合防控[10,11]。目前,基于全基因組和轉錄組測序數據的植物病原真菌與寄主的生物學互作機制研究是國內外研究熱點[12,13,14,15,16],對莖枯病原菌與蘆筍的互作研究意義重大,有利于探明莖枯病的發生過程及相關機制,為病害防控提供科學依據和方法基礎[17,18,19]。前期研究表明[20,21],蘆筍莖枯病菌為半活體營養寄生型(hemibiotrophs)絲狀病原真菌,病菌無性分生孢子分α型(5.0~12.5)μm×(1.8~3.8)μm、β型(17.5~26.0)μm×(1.0~2.0)μm和中間型(12.0~17.0)μm×(2.5~4.5)μm 3種。其中,α型占絕對優勢,且通常內含1~2個油球,主要為害嫩莖,也可侵染枝梗和擬葉,分生孢子接種后5~7 d可出現明顯病斑,病斑初呈水漬條狀、后漸變成暗黑色梭條形,中部赤褐色凹陷,其上散生大量小黑點,為分生孢子器,隨后病株枯死并迅速傳染相鄰植株,病菌以分生孢子(器)或菌絲體越冬,適宜條件下進行初侵染和再侵染[23,24]。目前,有關其致病接種方法、病害分級指標和病情評價體系相對成熟[12],主要致病接種方法包括分生孢子液噴霧接種法,噴霧苗齡30~40 d幼苗的分生孢子濃度一般為(1~10)×105個/m L,接種后置于室溫下(25℃)7~10 d后即可發病。蘆筍嫩莖可采用菌絲塊或分生孢子器致病接種法,接種后7~10 d可觀測分析致病效果。

  蘆筍莖枯病分生孢子形態

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  2 、蘆筍莖枯病防控技術研究

  2.1 、栽培管理技術

  選擇合適的栽培方式,加強田間栽培管理是生產上莖枯病防控的有效手段[22]。一是采用設施避雨栽培方式,通過大棚設施可有效阻隔雨水傳播病害途徑、降低環境濕度,從而有效降低病害發生率,南方高溫高濕、雨水偏多的地區,建議采用設施避雨栽培模式。蘆筍設施栽培有別于普通蔬菜栽培,對大棚高度要求相對較高,以確保蘆筍植株充分的生長空間。二是加強田間肥水管理,不同時期合理施肥,及時排灌,促使植株健壯生長,增強抗病力。合理使用有機、無機、生物肥,于催芽、壯株和秋發3個時期調整N、P、K比例分別為5∶3∶5、5∶4∶4和5∶3∶4,注意施用適量有機肥和生物菌肥[23,24],提升土壤綜合肥力,確保植株生長健壯,增強抗病能力。蘆筍耐旱怕澇,合理開溝排水對病害防控和促進蘆筍健康生長具有重要意義。三是加強田間病枝敗葉的清園管理。南方一般12月底左右及時割除地上部的枯黃母莖,并徹底清除田間越冬病殘體,做好土壤消毒處理。總體來說,通過加強綜合栽培模式和田間管理技術能有效防控蘆筍莖枯病,尤其是推廣應用設施避雨栽培模式,可有效降低病害發生率,但設施栽培會增加蘆筍生產的前期大棚投入。

  2.2 、化學農藥防治

  為提升病害綜合防控效果,蘆筍莖枯病化學防治需與栽培管理技術相結合。一般設施大棚內,蘆筍在栽培管理技術到位的情況下,莖枯病發生較輕,不需過多使用化學農藥。露地田塊在雨水偏多的年份,如栽培管理措施不到位,易暴發莖枯病,給蘆筍生產帶來較大影響,此時需要合理及時使用化學農藥加以防控,且提前預防十分重要,做到預防為主、合理防控。常用的化學農藥有苯醚甲環唑、硫磺、代森錳鋅、百菌清、多菌靈、甲基托布津(甲基硫菌靈)等[25]。目前,生產上缺乏根治性的化學農藥,且不同農藥需要間隔施用,以免產生抗藥性;同時,防治時期也很關鍵。若露地生產遇上降雨偏多年份,防治效果會受到一定影響。

  2.3、 生物農藥防控

  相比化學農藥,生物農藥具有毒性較低、殘留期較短、安全性較高等特點,因此采用生物農藥防控蘆筍莖枯病具有重要的現實意義。蘆筍嫩莖期是施用生物農藥進行莖枯病預防的關鍵時期,常用的生物藥劑有芽孢桿菌、枯草拮抗菌(枯草桿菌)、殼低聚糖等。前人研究發現,芽孢桿菌菌株B96-Ⅱ可與蘆筍莖枯病菌產生明顯的生長拮抗作用,顯著抑制蘆筍莖枯病菌菌絲的正常生長,且使菌絲變得明顯稀疏[26]。高芬等[27]研究表明,蠟質芽孢桿菌發酵液及其分泌的抑菌物可對蘆筍莖枯病菌產生穩定的抑菌作用,且其對外界環境的適應力較強。周德平等[28]從蘆筍種植土壤中分離出1株芽孢桿菌,其發酵液可顯著提高土壤中微生物總數和促進土壤微生態多樣性,從而提升蘆筍對莖枯病的抗性。生物農藥防控方法具有較好的發展前景,尤其是開展有機生產,但尚需進一步研發防控效果更好、成本更低的高效生物農藥。

  3、 蘆筍野生種質資源及其抗莖枯病應用前景分析

  蘆筍野生種質資源與蘆筍較為相似,枝葉呈須狀,有似松柏的針狀擬葉,常具粗厚的根狀莖和稍肉質的根,有時有紡錘狀的塊根[29,30,31]。其中,A.racemosus是泰國、印度和尼泊爾較為流行的一種傳統藥,具有消炎、滋陰和催乳之功效,用于婦女更年期輔助治療,被當地居民稱之為“Rak-Sam-Sip”[32]。意大利近緣野生種A.maritimus,是四倍體,耐鹽堿,其嫩莖粗壯、柔嫩可口,與蘆筍種間雜交親和性較好[33]。A.tenuifolius,生長在高山、高海拔地區,適應酸性土壤[34]。A.acutifolius,一種多刺近緣野生種,生長在地中海沿岸,比較耐旱,有二倍體和四倍體之分,嫩莖能食用[35]。天門冬(A.cochinchinensis),在國內廣泛分布,其塊根是常用的中藥,有滋陰潤燥、清熱止咳之效[36]。除了食用和藥用外,許多蘆筍近緣野生種枝葉優美,造型獨特,可供觀賞使用,如文竹(A.plumosus)、天冬草(A.sprengeri)和卵葉天門冬(A.asparagoides)。綜上所述,蘆筍野生種質資源廣泛存在,其中包括初步研究具有一定抗性的羊齒天門冬(A.filicinus)等抗性種質。將來,可嘗試通過種間遠緣雜交等遺傳改良手段將蘆筍野生種中的抗性基因導入到現有的商業化品種中,從而培育蘆筍抗莖枯病新品種。這些野生種質資源將為今后蘆筍抗莖枯病選育提供材料[37,38]。

  4 、蘆筍抗病育種的重要性與展望

  培育抗莖枯病品種是蘆筍產業突破莖枯病為害的關鍵且根本的技術手段。然而,蘆筍為雌雄異株多年生草本植物,基因雜合度較高,抗病品種培育周期較長。同時,因為現有蘆筍商業品種遺傳背景相對狹窄,高抗莖枯病品種匱乏,加強高抗蘆筍莖枯病種質資源尤其是野生資源的創新利用,盡快選育出蘆筍抗莖枯病品種勢在必行。我們正在開展相關抗病選育工作,今后,亟需充分利用傳統的雜交授粉和現代生物信息學、基因組學、轉錄組學、蛋白組學等技術手段,構建抗病遺傳群體,深入揭示抗病遺傳規律,從而為抗病育種提供理論基礎。

  蘆筍莖枯病分生孢子器形態

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  蘆筍莖枯病為害莖稈癥狀

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  鑒于此,筆者對蘆筍莖枯病抗病育種研究提出以下2點建議。

  (1)廣泛搜集蘆筍種質資源,尤其是野生種質資源和雄性兩性株,建立種質資源圃,挖掘優異的基因材料,拓寬蘆筍遺傳背景。

  (2)在引種和自主育種研究中,除了適宜主產區品種外,還應注重培育適于不同生態條件栽培的蘆筍新品種,尤其是把抗莖枯病作為品種選育的一個重要指標,選育出高抗莖枯病的蘆筍新品種,從根本上解決蘆筍莖枯病為害的問題。

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作者單位:湖南農業大學 岳陽市農業綜合行政執法支隊 岳陽市農業科學研究院
原文出處:瞿華香,崔國賢,張岳平.蘆筍莖枯病防控策略研究進展[J].長江蔬菜,2021(18):45-49.
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