香蕉 - 尖孢镰刀菌互作机理及抗病育种研究进展

由土壤真菌 Fusarium oxysporum f. sp. cubense（Foc）引起的香蕉镰刀菌枯萎病是全世界范围内严重威胁香蕉生产的毁灭性病害。目前已发现 Foc 的 4 个生理小种。20 世纪 70 年代,Foc 1 号生理小种造成我国华南地区的龙牙蕉和粉蕉种植园大面积发病;90 年代中后期,在广东省的香牙蕉种植园发现 Foc 4 号生理小种,并且迅速向其他香蕉产区蔓延。目前,国内各香蕉主产区均有报道发生 Foc 4 号生理小种引起的香蕉枯萎病,该病已成为制约我国香蕉生产的最主要因素。对香蕉枯萎病菌侵染过程以及香蕉枯萎病致病机理、抗性机制、抗病品种选育、抗性种质筛选及抗病性鉴定、防治等多个领域取得的研究进展进行了概述,并对今后研究方向进行了展望,主要包括：（1）在继续研究已有抗病品种对 Foc TR4 抗性的同时,要进一步深入研究 Cavendish 对Foc 1 号生理小种的抗性;（2）利用已经建立的香蕉 CRISPR/Cas9 基因编辑技术体系,获得香蕉枯萎病抗病品种,并进一步应用寄主植物诱导的基因沉默技术（HIGS）获得更加持久稳定的抗病性;（3）将已经建立的香蕉试管苗离体水培系统应用于香蕉-Foc 互作研究。     

几丁质酶及基因参与水杨酸诱导香蕉枯萎病抗性

由尖孢镰刀菌古巴专化型真菌引起的香蕉枯萎病已成为最具毁灭性的香蕉病害,严重威胁香蕉产业的健康可持续发展.因此对香蕉枯萎病病程相关基因的研究显得尤为重要.比较了Foc4侵染下,香蕉6个病菌应答相关基因的表达;分析了Foc4处理和SA+Foc4处理的易感病巴西蕉幼苗外部形态特征、几丁质酶活性及几丁质酶基因表达的变化.结果发现Ma-14-3-3c、Ma-14-3-3d、Ma-14-3-3e、Ma-14-3-3f、Ma-Cel和Ma-Chi6个基因都能在转录水平响应Foc4的胁迫;与Foc4处理相比较,SA+Foc4处理的香蕉幼苗枯萎病抗性增强,根系几丁质酶活性和几丁质酶基因表达水平提高.表明几丁质酶等6个基因参与了香蕉枯萎病的生物逆境胁迫应答,同时外源水杨酸处理能够通过诱导香蕉几丁质酶的活性及几丁质酶基因的表达增强香蕉对枯萎病的抗性.     

香蕉枯萎病菌4号生理小种对香蕉根际土壤微生物及酶活性的影响

为探明香蕉枯萎病的发病机理,以巴西香蕉为材料,采用盆栽试验,研究香蕉枯萎病4号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4,Foc4)对香蕉根际土壤微生物和土壤酶活性的影响.结果表明:接种 Foc4对香蕉根际土壤微生物总量和细菌数量(B)影响不大,但显著提高了真菌数量(F)及其在整个微生物中的比例,显著降低了放线菌数量(A)及其在整个微生物中的比例;B/F 及 A/F 显著降低;根际土壤中过氧化氢酶和转化酶活性显著升高;Foc4侵染改变了香蕉根际土壤中微生物的数量,导致其种群结构失衡,这可能是导致香蕉枯萎病发生的重要因素之一; Foc4侵染后香蕉根际土壤酶活性发生显著变化,这可能是香蕉通过改善其根际微环境来应对病菌侵染的重要自我保护机制     

三明野生蕉和天宝蕉对Foc TR4侵染早期应答的差异

以GFP标记的香蕉枯萎病菌Foc TR4作为病原菌,比较了水培条件下Foc TR4对"天宝蕉"和三明野生蕉的早期侵染情况.研究表明,Foc TR4在"天宝蕉"韧皮部的定殖明显早于三明野生蕉.枯萎病菌感染香蕉后会诱发香蕉细胞内活性氧爆发和激活寄主抗氧化系统.通过研究水培和土培条件下两种香蕉种质接种枯萎病菌后根系超氧化物歧化酶(SOD)变化情况,发现三明野生蕉根系SOD活性高于"天宝蕉",三明野生蕉感染枯萎病后根系SOD活性增强,而"天宝蕉"根系SOD活性下降,说明三明野生蕉的耐枯萎病能力可能与其根系较高和早期上调的SOD活性有关.     

香蕉枯萎病的发生及防控研究现状

香蕉是世界第2大水果作物,也是世界贸易量最大的水果。由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp.cubense,Foc)引起的香蕉枯萎病是香蕉生产上最重要的病害之一,极大地限制了世界香蕉产业的健康和可持续发展。近年来国内外学者在其病害发生、病原生物学、侵染过程、病害流行、基因组测序、香蕉与Foc互作以及病害防控等方面开展了大量研究,但鲜见较为系统和全面的评述。本文就香蕉枯萎病的发生历史和危害现状、病原小种和遗传多样性以及防控方法等进行较为全面的梳理和总结,以期为该病害的研究和防控提供一定的参考。     

韭菜对香蕉枯萎病菌的拮抗及其对盆栽香蕉枯萎病发生的抑制作用

通过韭菜粗提取液与香蕉枯萎病生理4号小种(Foc4)的互作及大棚盆栽试验,研究韭菜对Foc4的抑制作用及其在盆栽条件下对香蕉枯萎病的防控效果。结果表明：韭菜粗提取液能够有效地抑制Foc4菌落的生长,对其有显著的致死效应;盆栽试验显示：在人工接菌的泥炭土和自然带菌的田园土中,韭菜提取液和韭菜残体处理均能显著降低‘巴西’(AAA)香蕉和‘广粉1号’(ABB)粉蕉的枯萎病发病率,降低植株病情指数,从而达到高效的防控效果。     

高通量测序技术在香蕉抗枯萎病研究中的应用

文章综述了香蕉枯萎病的危害及防治、高通量测序技术的发展及其在香蕉抗病研究中的应用,发现香蕉受枯萎病菌侵染与JA信号途径有关,编码乙烯合成酶ACC氧化酶的基因和乙烯应答转录因子(ERF)在病原菌侵染香蕉后强烈表达.因此,今后可利用高通量测序技术对香蕉基因组进行研究,在香蕉基因组已经测序完成的基础上,通过转录组分析技术挖掘香蕉抗性突变体抗枯萎病的基因资源,获得香蕉抗性突变体抗Foc4的基因和位点;通过比较基因组学与生物信息学相结合,准确定位物种表型变异相关的基因组区域,加速香蕉中未知功能基因的挖掘和利用;克隆并研究控制重要抗性基因,掌握其抗病规律,为生产中防控香蕉枯萎病提供依据和指导,从而加速抗病品种的选育过程,获得抗性持久的新品种.     

植物水提液和拮抗菌对香蕉枯萎病及土壤微生物的影响

【目的】探讨2种菊科植物全株水提液和2株拮抗菌对香蕉枯萎病及土壤微生物的影响,为香蕉枯萎病的防治措施提供参考依据。【方法】采用盆栽试验法测定了向日葵(Helianthus annuus)、油麦菜(Lactuca sativa var.longifoliaf Lam.)根茎叶水提液及洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia,TY)和解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens,DF)对香蕉枯萎病的防效及土壤中香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense race4,Foc4)、普通真菌、细菌和放线菌的数量变化。【结果】向日葵、油麦菜、TY和DF处理均能降低香蕉枯萎病病情指数、减轻植株的受害程度,有一定的防病效果,其中向日葵、油麦菜处理防病效果较好(分别为39.02%和34.18%)。与对照(CK)相比,4种处理均能显著提高土壤中细菌数量,减少放线菌、Foc4和普通真菌数量,且均达显著性水平。相关性分析发现,防病效果与土壤中Foc4及普通真菌呈显著正相关,与细菌及放线菌则呈显著负相关。【结论】向日葵、油麦菜全株水提液及拮抗菌TY和DF均有利于改善土壤微生物结构,减轻和延缓香蕉枯萎病的发生为害,其中向日葵、油麦菜全株水提液对香蕉枯萎病的防控作用及土壤微生物的影响相对明显。     

广东省香蕉枯萎病菌的鉴定

香(大)蕉是世界上最重要的水果之一,但是香蕉产业目前正受到香蕉枯萎病的严重威胁。本文以广东番禺、中山和湛江等10个地区的16个患枯萎病的香蕉和粉蕉假茎样品进行分离和鉴定。结果表明,分离到10个4号生理小种菌株(简称:Foc4),6个1号生理小种菌株(简称:Foc1)。     

香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种在‘巴西蕉’植株及根际土壤中的时空分布

目的 香蕉Musa spp.是我国重要的经济作物之一,由尖孢镰刀菌古巴专化型Fusarium oxysporum f. sp. cubense (Foc) 引起的香蕉枯萎病蔓延快、根治难,严重阻碍了我国香蕉产业发展。由于Foc菌量和空间分布与其侵染和致病作用直接相关,探索Foc在‘巴西蕉’Musa acuminate L. AAA group, cv. Brazilian植株和土壤中的时空分布具有重要意义。方法 采用伤根接种法对‘巴西蕉’苗分别接种香蕉枯萎病菌1号生理小种(Foc1)和4号生理小种(Foc4),通过实时荧光定量PCR技术检测接种后不同时间、不同香蕉组织及根际土壤中的菌量,分析了香蕉枯萎病菌在植株和土壤中的时空分布。结果 温室中接种Foc后2~21 d内,‘巴西蕉’根部和球茎中Foc1和Foc4菌量随时间延长而逐渐增加,但Foc4菌量始终大于Foc1;在‘巴西蕉’球茎中,Foc1和Foc4分别在接种后21和14 d菌量达到最大。田间接种Foc后30 d,离‘巴西蕉’植株地面半径(r)5 cm、地下深度25~30 cm土壤中的Foc1和Foc4菌量最大;而r为15和30 cm时,地下深度10~15 cm土壤中的Foc菌量大于0~5和25~30 cm的菌量;在相同r和地下深度的‘巴西蕉’根际土壤中,一般Foc4菌量大于Foc1。结论 Foc1和Foc4菌量在‘巴西蕉’植株和根际土壤中具有明显不同的时空分布,同一空间中Foc4菌量大于Foc1菌量,研究结果可为香蕉枯萎病的发生流行、预测预报和防控提供一定的理论指导。     

香蕉枯萎病生物防治研究概述

简述了香蕉枯萎病在国内外的发生危害及当前防治情况,概述了国外香蕉枯萎病生物防治研究现状,以及国内利用单孢杆菌、木霉、光合细菌防治香蕉枯萎病的研究进展,并提出了对香蕉枯萎病生物防治研究的展望.     

香蕉枯萎病菌4号生理小种产生毒素条件的优化

由尖孢镰孢菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense)4号生理小种(Foc 4)引起的香蕉枯萎病是世界性香蕉毁灭性病害之一,毒素是其重要的致病因子.为了获得香蕉枯萎病菌毒素,采用活体香蕉苗生物测定法观察了不同培养基、培养方式、培养时间、培养温度、Richard培养基初始pH值、摇床转速...     

贝莱斯芽孢杆菌ZC16的分离鉴定及生防效果评价

本研究从香蕉枯萎病重病地块仅存的健康香蕉植株根际采集土样,分离得到一株对枯萎病病原菌Foc4具有很强拮抗作用的芽孢杆菌,经分子鉴定及进化树分析,将其命名为贝莱斯芽孢杆菌ZC16,并通过平板对峙和盆栽试验对其进行生防效果评价。结果表明:贝莱斯芽孢杆菌ZC16对枯萎病病原菌Foc4具有很强的抑制作用,平板对峙抑菌率为65.1%;盆栽试验病情指数为31.43,防效为64.51%,较贝莱斯芽孢杆菌FZB42防效高25%,具有良好的生防潜力。     

茶枯对香蕉生长和香蕉枯萎病的影响

【目的】研究茶枯对香蕉生长的影响,以及对香蕉枯萎病的防治作用,为茶枯的合理开发利用提供理论依据.【方法】将不同剂量的茶枯作为基肥根施,并在香蕉种后4个月接种尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种Fusarium oxysopoyumf.sp.Cubence race 4(Foc4),调查茶枯对香蕉生长、结果速度、产量的影响,以及对香蕉枯萎病的防治作用.【结果】150g/m2茶枯处理表现出积极的调控作用,处理后9个月香蕉平均株高198.67cm,茎围14.85cm,青叶数为10.27片,对照组分别为197.00cm,14.44cm,10.10片,二者无显著差异.在结果速度和产量方面,150g/m2茶枯处理的结果率为87.88%,果梳个数为125.00个,对照组分别为81.67%和121.25个.接种后不追施茶枯,前期150g/m2茶枯处理的香蕉植株死亡率比前期没有施用茶枯的死亡率低16.67%.另外,300g/m2和450g/m2茶枯处理对香蕉生长具有抑制作用.【结论】高剂量茶枯会明显抑制香蕉生长,影响结果率及果梳个数,推迟成熟期;适量施用茶枯可对香蕉生长产生积极作用,防治香蕉枯萎病,同时不影响香蕉的结果速度、产量和成熟期.     

香蕉枯萎病生物综合防控技术研究

为了摸索出一套防治香蕉枯萎病4号生理小种的生物综合防控技术体系,通过选用抗病的香蕉品种,用虾肽氨基酸肥提高香蕉的抗病虫害能力,并配套适宜的香蕉栽培技术对防治香蕉枯萎病4号生理小种的综合防控技术进行研究.试验结果显示:粤科一号、农科一号香蕉品种的抗病率分别为85.4％、82.0％,远优于巴西香蕉(0％);香蕉枯萎病生物综合防控技术体系(抗病品种+虾肽氨酸肥+保根防病的栽培技术措施)对香蕉枯萎病的防治效果最佳,该综合防治技术体系的应用可使香蕉枯萎病的抗病率高达96.6％以上,有效防治香蕉枯萎病.     

土壤消毒剂对香蕉枯萎病菌的室内毒力测定及其防病效果

为筛选防治香蕉枯萎病的土壤消毒剂,采用含药培养基法测定了棉隆、1,3-二氯丙烯、异硫氰酸烯丙酯、环氧丙烷、戊二醛、三氯异氰尿酸和氯溴异氰尿酸7种土壤消毒剂对香蕉枯萎病菌4号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubence race 4,简称Foc4)的室内毒力,且研究了抑菌作用最强的2种土壤消毒剂对香蕉枯萎病菌在土壤中消长动态的影响和香蕉苗的盆栽防病效果。结果表明,7种土壤消毒剂对Foc 4菌丝的生长均有一定程度抑制作用,且抑菌率随各土壤消毒剂浓度降低而减小。其中,在200μg/mL时,戊二醛和棉隆对Foc4菌和100%,EC50分别为52.50μg/mL和66.15μg/mL。在香蕉枯萎病菌土壤消长动态中,戊二醛的抑菌作用比棉隆更显著,土壤含菌量消减更快;当土壤含菌量达到稳定后,戊二醛处理的土壤含菌量为0.020×106CFU/g土,而棉隆处理的土壤含菌量为0.024×106CFU/g土。在盆栽防效方面,每株香蕉苗灌注40 mL浓度为2 000μg/mL的戊二醛时,防效最佳,达89.91%;而每株香蕉苗灌注20 mL浓度为500μg/mL的棉隆时,防效为79.41%。首次筛选出戊二醛作为防治香蕉枯萎病菌的土壤消毒剂。     

保水剂在香蕉枯萎病药剂防治上的运用效果

香蕉枯萎病化学防治的理论和应用研究,是香蕉枯萎病综合防治体系的重要内容之一。试验研究中,采用在香蕉枯萎病杀菌剂掺入农用保水剂,并用于接种了FOC4的香蕉盆栽中,进行保水剂对杀菌剂的药效保持情况的试验研究,通过盆栽试验和田间药效试验得到使用保水剂和不使用保水剂的杀菌剂在香蕉枯萎病防治效果上具有显著的差异。结果表明保水剂能够较好的保持住杀菌剂药效,延长有效期,从而为香蕉枯萎病的防治工作提供了另一有效的防治措施。     

4种三唑类杀菌剂对香蕉枯萎病菌的抑制效果及其差异性

香蕉枯萎病由尖孢镰刀菌古巴专化型（Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc）侵染引起,正严重威胁着我国香蕉产业,目前尚无有效的化学防治措施。本研究通过测定菌丝生长速率比较了香蕉枯萎病菌热带4号生理小种（Foc tropical race 4, Foc TR4）对4种常用三唑类杀菌剂的敏感性,发现丙硫菌唑、戊唑醇、丙环唑、腈菌唑对Foc TR4的抑制作用依次减小。通过菌丝形态观察、相对电导率测定和丙二醛含量测定发现,与对照组相比,4种杀菌剂均可引起Foc TR4菌丝分枝增多、不规则扭曲,表面干瘪、凹陷和扁平化等畸形现象,使得菌丝细胞膜通透性和丙二醛含量显著性增加。三唑类杀菌剂可增大细胞色素P450酶活性并显著性上调细胞色素P450甾醇14α-脱甲基酶（cytochrome P450 sterol 14α-demethylase, CYP51）基因CYP51-1、CYP51-3的表达。本研究还通过分子对接和表面等离子共振试验明确了4种三唑类杀菌剂与Foc TR4中CYP51的互作模式差异,发现虽然丙硫菌唑对Foc TR4的生物活性优于其他3种杀菌剂,但是...     

菌土接种法在香蕉枯萎病苗期抗性评价中的应用及效果

【目的】建立一套稳定可靠且更符合自然条件下发病的香蕉枯萎病苗期抗性鉴定方法,为香蕉枯萎病抗性种质的筛选评价提供参考。【方法】以尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense 4,Foc4)为供试病原菌,分别采用伤根淋菌接种法、浸根接种法及菌土接种法接种感病香蕉品种巴西蕉,比较分析不同处理种植基质中病原菌孢子浓度的动态变化及植株发病情况,优选最佳的接种方法。采用Foc4不同孢子浓度菌土接种抗、感种质材料,统计发病情况,比较抗性评价效果;应用菌土接种法对31份香蕉种质进行枯萎病苗期抗性鉴定,考察其评价效果。【结果】采用不同接种方法,巴西蕉杯苗种植基质中Foc4孢子浓度变化、发病率和病情指数存在较大差异,其中,采用菌土接种法,种植基质中Foc4孢子浓度稳定保持在原始接种浓度1.0×10⁶～1.1×10⁶个/g土;采用浸根接种法,种植基质中Foc4孢子浓度呈先升后降的变化趋势,并于21 d达最大值(1.0×10⁶个/g土),28 d降至0.5×10⁶个/...     

解淀粉芽孢杆菌G9R-3脂肽类化合物抑制香蕉枯萎病菌机理及防效评价

[目的]G9R-3是从抗病香蕉品种"桂蕉9号"健康植株根部中分离得到的一株具有较强抑制香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense race 4,Foc4)活性的内生解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。开展其脂肽类化合物抑制香蕉枯萎病菌活性机理及防效评价研究,为利用该菌株大田防控香蕉枯萎病提供参考。[方法]结合基质辅助激光解吸电离-飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析脂肽类化合物类型,采用Landy培养基发酵并使用大孔树脂抽提法提取菌株脂肽类物质,结合室内平板、台盼蓝染色、盆栽灌根接种进行活性检测与防效评价。[结果]该菌株产生的脂肽类化合物种类包括表面活性素Surfactin、泛革素Fengycin和伊枯草菌素iturins 3个种类。活性检测表明,当粗提物浓度为300μg/mL时对香蕉枯萎病菌Foc4菌丝生长抑制率达58.91%,孢子萌发抑制率达69.80%。室内盆栽防效评价试验表明,浓度为1 mg·mL~(-1) G9R-3脂肽类粗提物香蕉枯萎病防效可达76.53%。[结论]G9R-3产生的脂肽类化合物具有防控香蕉枯萎病的潜力,其生防基质为破坏Foc4细胞膜并引起菌丝肿大和畸形,并抑制其孢子萌发。