茄科主要经济作物青枯病抗性育种研究进展及综合防治


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摘要:综述了中国茄科(Solanaceae)主要栽培植物番茄、辣椒、茄子、马铃薯和烟草等青枯病病原菌(Ralstonia solanacearum)菌系的分类研究概况。总结了青枯病病原菌侵染过程、青枯病主要抗源材料的结构特征及茄科青枯病抗性遗传规律的研究进展。结合以上研究结果,提出了青枯病防治的主要途径。

关键词:茄科(Solanaceae);青枯病;抗病育种;综合防治

中图分类号:S641.3 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2015)21-5201-06

DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.21.001

Research Advances in Bacterial Wilt Resistance Breeding and Integrated Control in Major Economic Crops of the Family Solanaceae

ZHAO Jia-yu1,YIN Yan-xu2,LI Ning2,WANG Fei2,YAO Ming-hua2,JIAO Chun-hai3

(1.Huanggang Normal College, Huanggang 438000,Hubei, China; 2. Cash Crops Institute, Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064, China; 3. Hubei Academy of Agricultural Sciences, Wuhan 430064, China)

Abstract: The paper presented genetic diversity of Ralstonia solanacearum strains in major economic crops of the family Solanaceae like tomato, pepper, eggplant, potato and tobacco. It also summarized the research advances in the infection process of Ralstonia solanacearum, the structural differences between resistant and susceptible materials and the inheritance of resistance mechanism to bacterial wilt. According to the results, strategies of integrated control need to be used in the future.

Key words: Solanaceae;bacterial wilt;disease resistance breeding;integrated control

茄科(Solanaceae)是双子叶植物中的一大家族,在中国乃至世界上广泛栽培。青枯病是危害茄科植物的一种毁灭性的土传细菌性病害,病原为茄科劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)[1]。该病害发生时,植株茎叶萎蔫,最后整株材料枯死,青枯病在世界范围内分布[2]。该病危害大,造成损失重,在中国北至甘肃,南到海南都有发生[3]。该病害的抗性育种和防治已经成为茄科生产的研究热点。

青枯病病原菌可以侵染54科近450多种植物[3-5]。茄科植物中重要的经济作物番茄、辣椒、茄子、马铃薯和烟草等均受青枯病的危害[6],统计表明,茄子青枯病发生时,在美国可以造成茄子减产约50%,在印度造成减产75%以上,而在中国长江流域损失在20%~60%[7]。烟草青枯病发生时,烟叶大面积减产、品质变劣,造成严重的经济损失[8]。在保护地栽培中,青枯病每年在中国的江南、华南地区严重发生并造成番茄巨大的经济损失[9]。马铃薯青枯病是马铃薯生产上仅次于晚疫病的世界第二大病害。辣椒青枯病在中国辣椒栽培中发病率极高,一般年份发病在20%以上,严重时在50%以上,有的年份甚至造成绝收[10,11]。近年来,随着生产集约化水平的提高,青枯病发生更为严重。青枯病病原菌对不良环境的抵抗力强,分布广泛,繁殖速度快,常规方法难以有效防治[12,13]。青枯病的生理生化很复杂,迄今为止,尚无有效的化学防治药剂。该病害的严重性已经得到热带、亚热带和温带地区很多国家的重视[14]。

总之,对青枯病的研究及综合防治意义重大。本文对中国茄科主要栽培植物番茄、辣椒、茄子、马铃薯和烟草等青枯病病原菌菌系分类、青枯病病原菌侵染过程、青枯病主要抗源材料的结构特征、茄科青枯病抗性遗传规律等方面的研究进展综述如下,在此基础上提出了茄科主要经济作物青枯病防治主要途径。

1 侵染5个茄科作物的青枯病病原菌菌系分类

青枯病病原菌的生理生化类型比较复杂。传统的分类方法是依据寄主差异将青枯病病原菌分为5个不同的生理小种,也有依据菌株对麦芽糖、乳糖和纤维二糖及甘露醇、山梨醇和卫矛醇的氧化产酸能力差异分类,根据这一分类标准,将青枯病病原菌分为4个生化型[15]。目前,以分子生物学方法为依托的分类系统(利用限制性内切酶片段长度多态性和指纹识别系统等方法进行分析)能够更好地揭示青枯病病原菌的遗传多样性(表1),根据这一分类标准,将青枯病病原菌分为6个生化型(1、2、3、4、5和2T)[3]。通过多态性分析表明,侵染中国主要茄科植物的青枯病病原菌分类如下。

1)中国茄科的青枯病病原菌属于演化类型Ⅰ(PhylotypeⅠ)和Ⅱ(PhylotypeⅡ),以演化类型Ⅰ为优势菌群,该类群包括生化变种(Biovar)2、3和4。演化类群Ⅱ仅在河北省马铃薯栽培区和湖南省茄子栽培区中检测到。