Phytopathol Res | 草莓炭疽病研究進(jìn)展

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https://doi.org/10.1186/s42483-022-00147-9

現(xiàn)代栽培草莓 (Fragaria × ananassa Duch) 是全球溫帶和亞熱帶地區(qū)廣泛種植的薔薇科漿果作物，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高。自2013年以來，我國草莓種植面積和產(chǎn)量均居世界第一。據(jù)中國園藝學(xué)會(huì)草莓分會(huì)公布的數(shù)據(jù)顯示，2020年中國大陸草莓種植面積268萬畝，產(chǎn)量500萬噸。但我國草莓單產(chǎn)不足美國、西班牙等國的50%，病害是影響草莓產(chǎn)量的一個(gè)重要因素。

炭疽菌屬 (Colletotrichum) 真菌是地球上一類古老的真菌，與開花植物共同進(jìn)化。在一種被子植物葉角質(zhì)層上保存的原炭疽菌化石表明，自白堊紀(jì)晚期以來，炭疽菌屬真菌已經(jīng)形成了多樣化侵染植物的策略。炭疽菌屬真菌包括257種 (species)，可侵染數(shù)千種植物，由其引起的炭疽病是草莓的重要病害。隨著全球草莓種植面積增加和氣候變暖，炭疽病對(duì)草莓產(chǎn)業(yè)的影響日趨嚴(yán)重。草莓炭疽病發(fā)病初期，病斑呈現(xiàn)水漬狀，多是紡錘狀或橢圓形，大小不一，隨著病程發(fā)展，病斑變?yōu)楹诤稚?，邊緣呈黃色或紅棕色。當(dāng)匍匐莖發(fā)病嚴(yán)重時(shí)，其上部葉片及匍匐莖會(huì)相繼萎蔫枯死。當(dāng)短縮莖被侵染時(shí)，初期局部呈現(xiàn)紅褐色，隨后短縮莖壞死，植株死亡。在高溫多雨季節(jié)，由炭疽菌侵染引起的莖基腐 (Anthracnose crown rot, ACR) 爆發(fā)時(shí)可在一至兩周內(nèi)毀滅整個(gè)草莓苗圃。

由于草莓的廣泛種植和多樣的農(nóng)業(yè)氣候及地理?xiàng)l件，我國草莓炭疽病病原菌具有豐富的生物多樣性，危害大。炭疽病防控的困難在于病原菌侵染草莓后可長期潛伏不顯病癥、直至植物因環(huán)境或營養(yǎng)等生長勢減弱時(shí)再快速侵染發(fā)??；同時(shí)因寄主廣泛、病原來源多，目前還沒有對(duì)其長期有效的殺菌劑。草莓炭疽病已成為草莓有機(jī)生產(chǎn)難以實(shí)施、影響草莓產(chǎn)業(yè)安全和可持續(xù)發(fā)展的主要障礙。

Phytopathology Research 今日在線發(fā)表了上海農(nóng)業(yè)科學(xué)院林木果樹研究所題為“Colletotrichum species pathogenic to strawberry: discovery history, global diversity, prevalence in China, and the host range of top two species”的綜述文章。為草莓炭疽病的準(zhǔn)確診斷和檢疫，農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中炭疽病的綜合防控，以及炭疽病抗性資源創(chuàng)新，該論文對(duì)全球草莓炭疽菌的鑒定歷史和多樣性、我國草莓致病性炭疽菌群多樣性和流行、以及草莓莖基腐ACR優(yōu)勢炭疽菌的寄主范圍等方面進(jìn)行了綜述：(1) 自1931年首次報(bào)道至今，全球至少有屬于5個(gè)復(fù)合種和2個(gè)單獨(dú)種共23種炭疽菌被鑒定為草莓炭疽病病原菌；(2) 草莓炭疽病在全球6大洲36個(gè)草莓種植國家均有報(bào)道，在歐洲、西亞、非洲和大洋洲鑒定到的病原菌多為尖孢炭疽菌復(fù)合種 (C. acutatum sensu lato)，在東亞和北美鑒定到的病原菌以膠孢炭疽菌復(fù)合種 (C. gloeosporioides s.l.) 為主, 其中荷花炭疽菌 (C. nymphaeae)、尖孢炭疽菌 (C. acutatum sensu stricto)、果生刺盤孢菌 (C. fructicola)、暹羅刺盤孢菌 (C. siamense) 和草莓炭疽病菌 (C. theobromicola) 是為害草莓的前5種病原菌 (圖1)；(3) 我國已報(bào)道11種草莓炭疽菌，其中暹羅刺盤孢菌和果生刺盤孢菌為優(yōu)勢菌種，以在北京、湖北和臺(tái)灣的病原菌多樣性最高；(4) 草莓莖基腐ACR優(yōu)勢炭疽菌為暹羅刺盤孢和果生刺盤孢，這兩種病原菌也是全球分布最廣泛的炭疽菌。暹羅刺盤孢寄主分布在111個(gè)屬，包括1屬裸子植物、10屬基部被子植物、26屬單子葉植物和74屬雙子葉植物，其中薔薇目 (Rosales)、金虎尾目 (Malpighiales)、無患子目 (Sapindales) 和豆目 (Fabales) 植物最多。果生刺盤孢可侵染75屬植物，以薔薇目、無患子目、石竹目 (Caryophyllales) 植物最多，其中34屬植物與暹羅刺盤孢寄主相同 (表1)。此外，論文還對(duì)我國草莓炭疽菌優(yōu)勢菌種的演變、全球變暖背景下草莓炭疽病防控面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了討論和展望。

圖1 草莓炭疽病菌在28個(gè)國家的分布

表1 已報(bào)道的暹羅刺盤孢 (C. siamense, Cs) 寄主和果生刺盤孢 (C. fructicola, Cf) 寄主（截至2022年7月8日）

上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院與上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)研究生紀(jì)穎為第一作者，上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林木果樹研究所草莓團(tuán)隊(duì)段可研究員和高清華研究員為本文的共同通訊作者。本研究得到了上海市農(nóng)業(yè)委員會(huì)農(nóng)作物高效種養(yǎng)技術(shù)基礎(chǔ)研究 (G2014070202)和種業(yè)發(fā)展 (Z20170201)、以及上海農(nóng)科院基礎(chǔ)研究 (JCYJ222201) 和鄉(xiāng)村振興 (XCZX202003) 項(xiàng)目的資助。

上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院草莓育種栽培和綠色防控研究始于上世紀(jì)八十年代， 1992年首次在上海地區(qū)分離鑒定了草莓炭疽菌，1997年對(duì)早期品種“麗紅”、“豐香”、“明寶”、“寶交早生”的炭疽病抗性進(jìn)行了評(píng)價(jià)和比較，2007年育成對(duì)炭疽病抗性優(yōu)良的“久香”草莓，目前在國內(nèi)累計(jì)種植面積超過10萬畝。上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林木果樹研究所草莓團(tuán)隊(duì)致力于從種源、栽培、綜合防控多方位推動(dòng)草莓產(chǎn)業(yè)安全和可持續(xù)發(fā)展，主要開展草莓抗性與品質(zhì)協(xié)調(diào)育種和應(yīng)用研究，草莓炭疽菌種類鑒定和診斷技術(shù)，炭疽菌致病效應(yīng)子鑒定和草莓應(yīng)答炭疽菌侵染分子機(jī)制，草莓抗性和品質(zhì)評(píng)價(jià)和利用，及草莓抗性和品質(zhì)基因克隆和育種應(yīng)用。

Cite this article:

Ji, Y., Li, X., Gao, QH. et al. Colletotrichum species pathogenic to strawberry: discovery history, global diversity, prevalence in China, and the host range of top two species. Phytopathol Res. 2022; 4: 42. https://doi.org/10.1186/s42483-022-00147-9

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