瓜类枯萎病研究进展

靳颖玲，郭利敏

（1.渭南市华州区果菜发展中心，陕西 渭南 714100；
2.渭南市华州区农业技术推广中心，陕西 渭南 714100）

瓜类枯萎病是一种世界性的土传病害，又称萎凋病、蔓割病，主要为害黄瓜、西瓜、甜瓜、苦瓜、丝瓜等葫芦科植物。近年来，由于瓜类作物种植面积不断扩大，枯萎病在我国几乎全国都有发生，河北、吉林、山东、辽宁、陕西等18个省市的许多地区发生较严重。枯萎病病原菌尖孢镰刀菌可以产生小型分生孢子、大型分生孢子和厚垣孢子3种分生孢子[1]，其中厚垣孢子可以在土壤中存活10年以上，无寄主的情况下仍可存活6年以上；
因此，连作重茬会不断加大土壤中病原菌基数，导致田块中病害发生逐年加重，瓜类产量受到严重影响。

目前，针对瓜类枯萎病的研究，主要集中在病原菌生理小种、病原菌致病机制、枯萎病防治方法、枯萎病分子标记等方面，且对枯萎病防治的研究最为集中，特别是在双减政策下，生物防治成为研究热点，并取得了一定成果，而分子标记方面的研究较少，分子标记开发及辅助育种将成为今后的研究方向。

据报道，引起瓜类枯萎病的尖孢镰刀菌存在至少8个专化型[2]，包括尖孢镰刀菌西瓜专化型（Fusarium oxysporumf. sp.niveum）、尖孢镰刀菌黄瓜专化型（F. oxysporumf. sp.cucumerinum）、尖孢镰刀菌甜瓜专化型（F.oxysporumf. sp.melonis）、尖孢镰刀菌丝瓜专化型（F. oxysporumf. sp.luffae）、尖孢镰刀菌葫芦专化型（F. oxysporumf. sp.lagenariae）、尖孢镰刀菌苦瓜专化型（F. oxysporumf. sp.momordicae）、尖孢镰刀菌冬瓜专化型（F.oxysporumf. sp.benincasae）、尖孢镰刀菌瓜类专化型（F. oxysporumf. sp.cucurbitacearum），同一专化型对寄主植物同属的不同品种致病力存在差异，根据差异不同又划分为很多生理小种，西瓜枯萎病专化型包括0号、1号、2号、3号4个生理小种[3]，甜瓜枯萎病专化型包括0号、1号、2号、1-2号4个生理小种[4]，黄瓜枯萎病专化型包括1号、2号、3号、4号4个生理小种[5]。同一生理小种在不同地区致病力存在差异，西瓜枯萎病专化型0号、1号、2号3个生理小种致病力在河北省分布呈现出由南向北依次增强的趋势[6]。

2.1 毒素作用

“毒素作用说”认为病原菌毒素对质膜的伤害是最主要的致病原因[7-8]。枯萎病镰刀菌酸是由镰刀菌属中能引起多种植物萎蔫的病原菌所产生的一种非特异性毒素，其可通过破坏植物根系膜系统，造成植物代谢紊乱，以致根系防卫机能丧失，活力下降，使植株地上部快速缺水而萎蔫[9]。

通过对不同地点田间发病植株根茎部褐变处维管束组织进行分离、致病性鉴定，然后在不同的培养基上进行枯萎病菌的培养，观察发现改良的理查培养液最适合枯萎病菌生长，且产生的粗毒素对幼苗致病性最强，不同枯萎病菌菌株产生的粗毒素对甜瓜幼苗的致病性差异显著，且多种化合物能够钝化粗毒素，从而降低毒性，表明毒素与枯萎病的致病机制有关[10]。因此，病原菌分泌毒素以干扰寄主植物生长代谢是导致感病植株中毒死亡的主要原因。

2.2 机械堵塞作用

“机械堵塞作用说”认为，侵入导管内的病原菌可造成堵塞，从而机械地阻碍水分流动，造成植物枯萎。病菌繁殖到导管周围的薄壁组织后，果胶分解酶活跃，破坏了细胞膜中间层，造成导管周围细胞内的侵填体、果胶以及胶状物质堵塞导管，阻碍水分的上升，引起植株萎蔫[9]。

通过对黄瓜枯萎病病株及健康植株叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度、导水率、胼胝质含量测定，发现枯萎病发病程度越高，叶片光合速率、蒸腾速率、气孔导度、导水率越低，胼胝质含量越高；
通过对比发病植株与健康植株根部、茎基部、茎中上部3个部位横切面解剖结构图，发现发病植株根部、茎基部的导管有堵塞现象，堵塞物为病原菌和其他侵填物质，而健康植株与发病植株中上部解剖结构没有区别，表明枯萎病的发生与机械堵塞有关[11]。因此，病原菌对导管的堵塞似乎是引起植株萎蔫的主要原因之一。

2.3 多因素共同作用

适当浓度的镰刀菌毒素可有效地鉴定西瓜、黄瓜、苦瓜以及冬瓜的抗性，说明植株因镰刀菌致萎的原因不是植株体内水分运输通道被病原菌堵塞，而是由病原菌对根系质膜的伤害所造成的[9]。综合分析可以看出，枯萎病的致病机制不是简单的某一个因素的作用，而是多种因素共同作用的结果，其中毒素可能具有最重要的致病作用[9]。

目前，在西瓜抗枯萎病方面逐步开展了RAPD、SCAR等技术的应用研究。1999年，许勇等[12]以抗枯萎病西瓜野生材料PI296341和感病材料京欣1号父本自交系97103为材料，采用RAPD技术结合BSA法找到了抗枯萎病生理小种1号的RAPD标记OPP01/700，该标记与抗枯萎病基因之间的连锁距离为3.0 cM，随后又将此标记进行克隆、测序并成功转化为SCAR标记，将其命名为SCP01/700，这是国内外首次在西瓜上获得的抗病基因RAPD标记及SCAR标记，且建立了西瓜抗枯萎病育种分子标记辅助选择技术系统；
范敏等[13]利用西瓜栽培品种97103与抗枯萎病野生种质PI296341杂交得到F2群体，用99个随机引物扩增出130个RAPD标记、3个SSR标记、3个同工酶标记、4个形态标记及抗枯萎病生理小种1号基因，并利用这些标记构建了全长为1 203.2 cM的分子连锁图谱；
周红梅等[14]以黄瓜抗枯萎病为单显性基因的母本WIS2757和抗枯萎病父本津研二号及其F1、F2分离群体为试验材料，通过对SSR引物进行筛选，获得在双亲间存在多态性的引物102对，进一步通过抗、感池筛选，获得抗感池DNA间有差异的引物10对，经F2感病群体验证，共筛选出9个与黄瓜枯萎病抗性基因（Foc-4）连锁的SSR分子标记，并初步将Foc-4基因定位在2号染色体两标记SSR17631和SSR00684之间，距基因Foc-4的遗传距离分别为1.0 cM和0.9 cM，为进一步开发抗枯萎病分子标记及克隆黄瓜抗枯萎病基因打下了基础。

4.1 抗病品种研究

利用抗病品种是控制枯萎病的一种有效方式。西瓜高抗枯萎病的品种有西农八号、丰抗八号、苏星058、京欣三号、农科大6号等；
黄瓜高抗枯萎病品种有津杂2号、津优49号、中农13号、长春密刺等；
甜瓜高抗枯萎病的品种有伊丽莎白、香瑞1号、锦丰甜宝等[15]。选用高抗品种可有效降低田间枯萎病发病率，同时满足市场需求。

4.2 抗病栽培研究

瓜类种子播种前，通过对种子进行药剂处理，可有效防治枯萎病的发生。阚悦等[16]用3%甲霜·恶霉灵600倍液处理1 h，防治效果分别达到了70.6%，用50%多菌灵1 000倍液处理1 h，防治效果分别达到了66.2%。3%甲霜·恶霉灵在田间的灌根处理效果可达到80%以上，多菌灵的田间防治效果大多也在70%以上。

嫁接换根是利用枯萎病菌的专化型来防治枯萎病的有效途径。生产上多用黑籽南瓜作砧木嫁接黄瓜，用葫芦作砧木嫁接西瓜，用长筒形的普通丝瓜作砧木嫁接苦瓜来防止枯萎病菌从根部侵染，效果均显著。祝玲强等[17]通过生产实践证明，嫁接换根防治瓜类枯萎病的效果可达95%以上。嫁接时注意嫁接工具的消毒环节也是避免传播枯萎病的有效途径。

通过土壤处理有效降低土壤病原菌基数是减轻枯萎病发生的一种有效方法。张屹等[18]采用棉隆对土壤进行处理，枯萎病发病率为25.38%，相对防效为73.14%；
若延长处理时间，用棉隆处理的土壤中尖孢镰刀菌西瓜专化型病原菌数量最少。因此，用棉隆处理土壤可以减少土壤枯萎病致病菌的数量，一定程度上对西瓜枯萎病具有良好的防效，该措施可作为西瓜枯萎病防控措施之一。日本采用太阳能曝晒土壤配施有机肥的方式防治枯萎病，希腊采用太阳能曝晒土壤并覆膜高温处理土壤14 d的方式防治枯萎病[19]，而枯萎病是土传病害，受到我国栽培管理方法的限制，土壤处理工作量较大且容易造成农药残留及环境污染，很难实施大面积的土壤处理。

4.3 化学防治研究

化学防治作为最直接有效的防治方法，是枯萎病防治的重要方式之一。姚淑珍[20]采用杜邦万兴杀菌剂（20.67%恶唑菌酮·氟硅唑乳油）防治枯萎病的效果显著，经济收益较高，其中，杜邦万兴2 000倍液＋50%多菌灵600倍液防治效果达到了84.6%；
若同时在发病株周围进行灌根处理，防治效果更好。枯萎病发病初期用多菌灵、甲基托布津、绿亨一号等药剂喷洒发病植株或灌根可起到良好的防效，其中绿亨一号对西瓜和黄瓜枯萎病的田间防效均在80%以上，同时具有增产作用[19]。

4.4 生物防治研究

生物防治是当前农业生产中的新型病害防治方法，防效较好且对环境无污染，符合国家“双减”的政策要求。王俊红[21]用0.6%的木霉菌株处理土壤，黄瓜枯萎病的防治率为80%左右。刘金秀等[22]研究发现拮抗放线菌毒三素链霉菌对黄瓜苗期枯萎病的防治效果可达79.57%。蒋细良等[23]将西瓜枯萎病菌作为研究对象，研究中生菌素对枯萎病菌的作用机理，结果表明：中生菌素对西瓜枯萎病菌菌丝的生长有一定的抑制作用，使病菌孢子的形成受阻，对孢子有强烈的杀灭作用。另外，井冈霉素是一种海藻糖酶抑制剂，在亚洲东部很多国家都可用于黄瓜枯萎病的防治。

当前瓜类枯萎病防治还没有特别有效的方法，由于各类防治方法存在局限性，一种方式很难控制枯萎病的发生，因此采用综合防治措施才能有效防治瓜类枯萎病。除了采用抗病品种、嫁接、土壤处理、种子处理、化学防治、生物防治等措施外，还可以通过轮作、土壤深翻结合地膜覆盖、有机肥＋无机肥配合施用、起垄栽培、浅水沟灌、定植后合理浇水、结瓜后及时追肥防早衰等田间综合管理的方式来防治瓜类枯萎病[15]。

目前国内外对瓜类枯萎病的防治研究较多，分子标记方面研究较少。但实践中由于轮作年限较短、抗病品种更新换代较慢、多种方式综合防治带来的成本较高但收益较低等客观原因的存在，导致瓜农多进行连年种植，且管理方式较为粗放，造成田间枯萎病日益严重，而现有的防治方法很难保证防治效果稳定，并且枯萎病具有专化型，加大了防治难度。因此，需要科研工作者继续加大防治方面的研究，同时加大抗枯萎病分子标记的研究，开发足够的有效分子标记来鉴定生理小种，同时为分子标记辅助育种打下基础。