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单词 果树根癌病生物防治
释义

【果树根癌病生物防治】
 

拼译:biological contiol of crown gall on fruti
 

果树根癌病是由根癌土壤杆菌引起的重要细菌病害,世界各地均有发生,且越来越严重,它能给果树尤其是核果类果树及葡萄生产带来重大经济损失。

根癌土壤杆菌的寄主范围很广。1976年德克莱恩(M.J.DeCleene)等测定,它可侵染93科331属的643种植物,其中主要是双子叶植物及少数裸子植物,但近年来某些单子叶植物也有被侵染的报道,只是在接种部位不形成典型的肿瘤,而是产生特殊的氨基酸衍生物——冠瘿碱。从不同寄主、不同地区分离得到的菌株,其生理生化性状及寄主范围有时表现出明显的差异。1970年,基恩(P.J.Keane)等根据生化反应、蛋白质电泳图谱、血清学分析及致病性特征把土壤杆菌属分为两个生物型——生物1型和生物2型。1978年,帕纳格波罗斯(C.G.Panagopoulos)等将从葡萄肿瘤中分离得到的其生理生化特征不同于生物1型和2型的根癌土壤杆菌定义为生物3型,并已被人们所接受。肿瘤的形成机制已基本澄清。根癌土壤杆菌中含有一个大的致瘤质粒——Ti质粒,细菌通过伤口侵入植物,吸附在细胞表面,Ti质粒上的一段DNA-T-DNA穿过植物细胞壁整合到核染色体上,此后随细胞染色体不断复制导致植物细胞无控增生,这时即使没有病菌存在,瘤组织仍会不断增生,这是一种自然发生的遗传工程。

Ti质粒的发现、3种生物型的鉴定以及近年来有关Ti质粒与病菌寄生性的研究,使得人们对病原菌的寄生性有了新的认识,对果树根癌病的防治提出新的设想及具体措施将是很有必要的,特别是Ti质粒的进一步研究,对了解根癌土壤杆菌特征和农杆菌素的敏感性有很大作用。

抗生素、土壤熏蒸剂和一些杀菌剂虽然在室内实验对果树根癌病有一定的防治效果,但在生产中没有明显的应用价值。1972年,克尔(A.Kerr)在世界上首次从患病的桃树根际土壤中分到一株无致病性的生物2型菌株——放射土壤杆菌84菌株(A.radiobacter K84),该菌株能分泌一种能抑制根癌土壤杆菌生长称为土壤杆菌素84(Agrocin 84)的细菌素,该细菌素属腺嘌呤核苷酸类似物质,阻碍感性高的根癌病菌合成DNA和细胞壁的合成,并阻止病菌吸附于植物体,从而达到有效地防治根癌病的发生;但它只有保护作用和竞争性占领侵染点作用,并无治疗作用。

用K84菌株防治果树根癌病也有一定局限性,因只有含胭脂碱型Ti质粒的生物1型和2型根癌土壤杆菌才对农杆菌素敏感,不能抑制含章鱼碱型Ti质粒的病原菌,且对葡萄等致病的生物3型致病菌也不敏感。近年来各国在寻找新的产细菌素的土壤杆菌菌株均未获得满意的研究结果,某些菌株在平皿试验中能抑制病菌生长,但在植物体上效果不佳。1983年,亨德逊(M.Hendson)等从桉树根癌瘤中分离到一种生物Ⅰ型、不致病、可产农杆菌素的D286菌株,它所产生的农杆菌素对3种Ti质粒的根癌土壤杆菌具有抑制作用,其生物防治潜能仍在试验中,但D286对根癌病发生严重的葡萄等却无作用。1985年,斯坦弗斯特(J.L.Staphorst)等从葡萄冠瘿中分离到一些生物Ⅲ型致病的和不致病的能产生土壤杆菌素的根癌土壤杆菌菌株,对致病的生物Ⅲ型菌的生长及葡萄冠瘿瘤的形成均有抑制作用,促进了今后果树根癌病的生物防治研究。1986年,韦伯斯特(J.Webster)等从南非的李子树根瘤中分离到的生物2型J73菌株可产生农杆菌素,能抑制葡萄冠瘿瘤的形成,但却是致病菌,能否有实用价值尚未定论。

近几年来,中国也积极开展了对果树根癌病的生物防治研究。1986年,陈晓英等报道了从啤酒花根癌瘤中分离到一株生物1型的放射土壤杆菌HLB-2菌株,温室试验对葡萄肿瘤的形成有一定防治作用,但其应用前景有待进一步田间试验估计。1990年,梁亚杰等在北京郊区果树根癌病病情调查的基础上,对根癌病严重的葡萄和桃树进行了分离和鉴定,并首次筛选出不致病、能产细菌素、抑制葡萄冠瘿病菌生长的生物3型菌株E26,对土壤杆菌的抑菌谱较宽,其质粒的琼脂胶电泳图谱上有两条质粒带,将经双重抗药性标记的E26菌株接种到葡萄枝条上,一个月后仍能分离得到抗药性菌株,表明该菌株能在葡萄枝条上定殖,显示出对葡萄根癌病的防治具有较大的潜力,但因在发酵过程中不易检测和分离而尚未澄清其作用机制,大田防治研究也需进一步探讨。1991年,张春明等从上海市郊桃园土壤中分离到一种荧光假单孢菌菌株1-1-4,其田间防治效果达95%以上,这一发现表明,细菌性土传病害的生物防治采用与病原菌在分类上不同属的拮抗菌株,同样可以达到成功的防治。

由于果树本身特殊的栽培方式和土传病害发病周期长、传播途径广泛等特点,现有化学防治措施往往难以奏效,加上缺乏抗病品种,更为控制此病害带来极大的困难。利用有益微生物生物防治土传病害已成为一个十分活跃并开始显示良好应用前景的研究领域。荧光假单孢菌的普遍应用,尤其是1-1-4菌株的成功筛选,为中国果树根癌病的生物防治丰富了新的微生物资源,又因其便于用现代生物技术进行遗传操作等,将更会引起广大科技工作者极大的兴趣,在继续筛选适合中国不同土壤类型的果树根癌病生防病株并直接用于防治的同时,研究病菌与益菌生物学、益菌的生化和分子遗传学,通过现代生物技术进行遗传改造培育高效菌株,并探明其防病增产机制,对于有效防治果树根癌病等土传病害具有重大理论意义和实践意义。

【参考文献】:

1 Kerr A.Biological control of crown gall:Field measurements and greenhouse experiments,Appl.Bacteriol,1972,(35):279~289

2 Hendson M L,et al.Broad-host-rang agrocin of Agrobacterium tumefaciens.Appl Evn Microbiol.,1983,(45):1526~1532

3 Staphost J L,et al.Agrocin-producting pathogenic and nonpathogenic biotype-3 strains of Agrobacerium tumefaciens active against biotype-3 pathohens.Current Microbiology,1985,(12):45~52

4 Webster J,et al.An agrocin-producing Agrobacterium tumefaciens aganinst grapevine isolates,Appl.Env.Microbiol.,1986,(52):217~219

5 陈晓英,相望年.放射性土壤杆菌HLB-2菌株抑制根癌土壤杆菌和冠瘿形成的研究.微生物学报,1986,(3):193~199

6 梁亚杰,等.应用生物3型放射性土壤杆菌防治葡萄冠瘿病形成的研究.微生物学报,1990,(3):165~171

7 张春明,等.桃树根癌病的防治菌株荧光假单孢菌1-1-4.上海农业学报,1991,(7):465~469

8 郑传临,梁亚杰.果树根癌病的生物防治研究进展.世界农业,1991,(8):37~39

(中国农业科学院郑传临助理研究员、北京师范大学梁亚杰讲师撰)

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