5種薔薇科果樹對梨火疫病的抗性*

段紅雁，李紫英，王 蘭，李競雄，陳 偉

（塔里木大學，南疆農業有害生物綜合治理兵團重點實驗室，農業農村部阿拉爾作物有害生物科學觀測實驗站，南疆特色果樹高效優質栽培與深加工技術國家地方聯合工程實驗室，新疆阿拉爾 843300）

新疆獨特的豐富光熱資源使其特色林果產業迅速發展，截至2017 年，新疆林果總面積達到123.7萬hm2，年產量748.0 萬t，年產值457.0 億元，林果業已成為農民脫貧致富的支柱產業[1]。但隨著林果產業的快速發展和“一帶一路”建設的深入推進，林果品種的引進和種苗等繁殖材料的調運頻繁，水果貿易日益增加，梨火疫病等有害生物傳播的風險性隨著繁殖材料、水果入境數量的增加而提高，成為林果產業安全生產的重大隱患[2]。近年來，在蘋果（Malus pumila）、海棠（Malus spectabilis）、新疆梨（Pyrus sinkiangensis）、杜梨（Pyrus betulaefolia）和山楂（Crataegus pinnatifida）上發現了一種新病害，引起花腐、枝干枯死，甚至整樹死亡，極大影響了庫爾勒香梨和蘋果等產業發展，尤其是對南疆的庫爾勒香梨產業造成了近乎毀滅性的打擊[3]。經鑒定，該病害是為解淀粉歐文氏菌（Erwinia amylovora）引起的梨火疫病。該病害于1780 年首次在美國紐約州報道，然后傳播到世界其他國家和地區。梨火疫病菌寄主范圍廣，可以危害40 余屬的220 多種薔薇科植物，其中最感病的是梨、蘋果、山楂、海棠等果樹，引起花序枯死、枯枝、果實腐爛和整株死亡[4]。目前，梨火疫病已對美國、加拿大和新西蘭等多國的梨、蘋果造成了毀滅性的打擊，對林果產業產生了嚴重影響[5]。

2016 年5 月，梨火疫病在新疆伊犁州首次報道發生，2020 年被中國農業農村部列入《一類農作物病蟲害名錄》[6]，現已傳至甘肅省的張掖和武威地區，對新疆乃至全國林果產生了巨大威脅[7]。圍繞梨火疫病，國內外開展了大量研究，但該病害防治難度大，至今無特效藥劑和防治方法，依然是梨、蘋果產區關注的主要問題。目前仍以化學農藥為主，雖然有一定防效，但易造成農藥殘留，危害人體健康，造成環境污染[7]。梨火疫病是梨和蘋果及其他薔薇科植物的一種毀滅性細菌病害[8]，利用抗病品種防治是最經濟和最有效的方法，但國外資料表明，評估品種對梨火疫病的抗性是比較困難的，目前關于新疆特色果樹庫爾勒香梨、紅富士蘋果及其他薔薇科植物對該病害的抗性報道很少。為明確新疆栽培的梨和蘋果及其他薔薇科果樹對該病害的抗病性，保證新疆特色果樹庫爾勒香梨、紅富士蘋果等產業健康發展，本研究以蘋果、庫爾勒香梨、杜梨、海棠、山楂等5種薔薇科果樹為供試材料，測定其對梨火疫病菌的抗性表現，以期為該病害的預防和防控提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 供試菌株

梨火疫病菌Erwinia amylovora由塔里木大學綠色防控實驗室提供。

1.2 試驗材料

從健康紅富士蘋果（Malus pumila）樹、八棱海棠（M.micromalus）樹、庫爾勒香梨（Pyrus sinkiangensis）樹、杜梨（Pyrus betulaefolia）樹、黃果山楂（Crataegus pinnatifida）樹采集新梢，基部用浸水的無菌脫脂棉包裹，再用保鮮膜包扎保濕。5月采集各種果樹相同大小的幼果，幼果采集時帶果柄，不破壞表面蠟質層。采集材料盡快帶回實驗室，4 ℃冰箱保存備用[9]。

1.3 試驗方法

1.3.1 病原菌活化，制備接種液

將供試菌株接種于營養瓊脂培養基（NA）上，28.5 ℃培養36 h 活化。挑取單菌落于NA 培養液中，28.5 ℃、160 r/min 振蕩培養12 h，將OD600值為1.2左右的菌液作為接種液。

1.3.2 離體枝條接種

枝條離體接種參考張樂等[10]和李穎章等[11]的方法并部分修改。枝條截成30 cm 左右的莖段，用75%酒精消毒后，插入裝有無菌水的三角瓶中。用滅菌手術刀在枝條生長點切1 個約5 mm 長的傷口，取1小塊（約2 cm×2 cm）滅菌的脫脂棉，蘸取2 mL的菌液后貼在傷口部位，再用保鮮膜包裹。每個品種接種16 根枝條，對照用無菌水代替菌液。接種后放置于溫度28.5 ℃、空氣相對濕度75%、光照12 h 的人工氣候箱中培養。枝條接種3 d 后開始觀察初始病斑出現的時間，接種7 d 后記錄發病枝條數，測定病斑長度、病斑長度占接種枝條長度的比率及發病級別。根據統計結果，計算發病率和病情指數。

參考Paprstein 等[12]的方法并改進，制定梨火疫病病原菌接種離體枝條的病情分級標準：0 級，枝條無病斑；1 級，枝條病斑長度占接種枝條長度的1%～5%；3 級，枝條病斑長度占接種枝條長度的6%～15%；5 級，枝條病斑長度占接種枝條長度的16%～30%；7 級，枝條病斑長度占接種枝條長度的31%～50%；9 級，枝條病斑長度占接種枝條長度的50%以上。依據離體枝條接種后相同時間的病情指數劃分病原菌的致病力。

1.3.3 幼果接種

幼果先用75%乙醇浸泡10 min，待乙醇揮發后，用滅菌的解剖刀橫切為二（果實較小的可不切），用滅菌竹簽蘸取菌落點接在果肉上，根據幼果的大小每個切面上選取4 個接種點，以接種無菌水為對照[13]。每個品種接種3 個果實，接種后的果實放入滅菌的培養皿中，培養皿置于鋪吸水紙保濕的盤中，覆蓋保鮮膜，置于溫度28.5 ℃、空氣相對濕度75%的人工氣候箱中黑暗培養。幼果接種后連續7 d 觀察發病情況，記載初始菌膿出現的時間、菌膿面積占幼果面積的比值，計算發病率、病情指數，分析菌株致病力。

1.3.4 抗性表現與癥狀

參考張樂等[10]的枝條抗性劃分方法，將枝條變褐發黑，葉片幾乎全部焦枯、大部分脫落，果實接種點產生明顯菌溢、發生腐爛，初步定為低抗類型。果實接種點無細菌菌溢形成，不發生腐爛或僅在接種點發生褐變的初步定為中抗類型。枝條接種點無明顯變褐色，葉片枝條僅干枯且保持綠色初步定為高抗類型。綜合枝條及果實的抗性表現類型，可判斷5種薔薇科植物不同種的抗病性強弱。

2 結果與分析

2.1 5種薔薇科果樹離體枝條接種梨火疫病菌后的抗性表現

5種薔薇科果樹離體枝條接種后表現癥狀的時間和發病輕重不同。庫爾勒香梨、杜梨接種3 d 后即可觀察到枝條和葉片輕微發黑；接種5 d 后，枝條開始變黑壞死，葉片焦枯、落葉，接種口附近有潰瘍斑產生；接種7 d 后，枝條變褐發黑，葉片幾乎全部焦枯、大部分葉片脫落。紅富士蘋果和黃果山楂接種4 d 后開始發病，時間相對較晚，癥狀較輕；八棱海棠接種后一直未表現發病癥狀。

接種梨火疫病病菌7 d 后，發病率最高的是庫爾勒香梨、杜梨和紅富士蘋果，均為100%，其次是黃果山楂，為93.75%，八棱海棠枝條沒有發病。病情指數由大到小依次是庫爾勒香梨＞杜梨＞紅富士蘋果＞黃果山楂＞八棱海棠。參考張樂等[10]的枝條抗性劃分方法結合病情指數，可將庫爾勒香梨和杜梨劃分為低抗品種，紅富士蘋果和黃果山楂為中抗品種，八棱海棠為高抗品種（表1）。

表1 5種薔薇科果樹枝條接種梨火疫病菌后的發病情況及抗性評價

2.2 5種薔薇科果樹果實接種梨火疫病菌后的抗性表現

幼果接種梨火疫病菌48 h 后，感病品種果實即在接種點及其周圍出現乳白色、有光澤的菌膿，整個果面開始變黑、腐爛。對照接種點及周邊未見菌膿，果實剖面大多較干燥。

由表2 可知，5種薔薇科植物幼果對梨火疫病抗性表現不同。庫爾勒香梨和杜梨的抗病性最弱，發病率為100.0%，幼果接種后第2 d 即在果肉上產生大量菌膿，且菌膿面積占幼果表面積的2/3 以上，為低抗品種；其次是紅富士蘋果和黃果山楂，發病率分別為90.0%、76.7%，幼果接種4 d 后在果肉上產生中量菌膿，菌膿面積占幼果表面積的1/3～2/3，為中抗品種；八棱海棠的抗病能力最強，發病率為60.0%，幼果接種5 d 后在果肉上產生少量菌膿，菌膿面積占幼果表面積的1/3 以下，為高抗品種。

表2 5種薔薇科果樹果實接種梨火疫病菌后的發病情況及抗性評價

3 討論

庫爾勒香梨為中國國家地理標志產品，已成為南疆經濟發展的重要支柱產業，但近年來由于一些新病害的發生，嚴重抑制了該產業的發展，該病害的防控已成為關注的焦點。劉華威等[14]采用幼果人工接種鑒定技術，對保存的54 份梨種質資源進行梨火疫病抗性評價，表明中國梨種質中可能存在較豐富的抗梨火疫病資源。柴菊華[15]對11種蘋果砧木和3種梨砧木進行了抗性試驗，篩選出了高抗、高感和感病品種。李洪濤等[9]選取國外3 個菌株對國內梨品種（種質）進行了抗病性評價，結果表明庫爾勒香梨為高感品種，杜梨為感病品種。本研究采用離體枝條接種法和果實針刺法鑒定了5種薔薇科果樹對Erwinia amylovora菌株的抗病性，抗性由大到小依次為八棱海棠＞黃果山楂＞紅富士蘋果＞杜梨＞庫爾勒香梨，鑒定結果與前人一致，如何利用抗病資源和分子育種手段提高庫爾勒香梨抗性，保證庫爾勒香梨產業健康發展是未來研究方向。

幼果對Erwinia amylovora菌株最為敏感，幼果接種是鑒定E.amylovora致病性的常用方法。5種薔薇科植物幼果對E.amylovora菌株均有抗病性，其中杜梨、庫爾勒香梨幼果的抗病性最差，幼果接種2～3 d 后即可在果肉上產生大量菌膿，菌膿面積占幼果表面積的2/3 以上。這一結果與李洪濤等[9]、胡白石[8]研究的結果一致。其次是紅富士蘋果和黃果山楂，幼果接種4～5 d 后在果肉上產生中量菌膿，菌膿面積占幼果表面積的1/3～2/3。八棱海棠的幼果抗病性相對較強，幼果接種4～6 d 后果肉上產生少量菌膿，菌膿面積占幼果表面積的1/3 以下。

4 結論

結果表明，5種薔薇科果樹在枝條和果實的抗性表現一致，最好的是海棠，為高抗品種；其次為山楂和蘋果，為中抗品種；最差的是杜梨和庫爾勒香梨，為低抗品種。不同種薔薇科植物在離體枝條與幼果上對E.amylovora菌株的抗病性鑒定，對今后深入揭示薔薇科植物抗病分子機制有重要意義。