蘿卜黑腐病研究進展

孟雪嬌，馮一新，徐健，王麗冬，許春梅，侯睿寧，陳立新

（1.黑龍江省農業科學院園藝分院，哈爾濱，150069；2.黑龍江省農業科學院博士后科研工作站）

蘿卜（Raphanus sativusL.）是一二年生草本植物，起源于我國，在我國民間有“小人參”的美稱，是我國重要的蔬菜作物之一，種植廣泛，但是生產推廣的品種受地域影響很大。人們對蘿卜品質方面的需求逐漸升高，尤其是對可生食的水果蘿卜品種需求加大[1]。

黑腐病在世界范圍內周期性發生，特別是在非洲和亞洲等國家，主要為害甘藍、大白菜、蘿卜等十字花科植物，黑腐病的流行會對作物產量造成嚴重影響[2，3]，黑腐病是蘿卜的主要病害之一。

1 蘿卜黑腐病的發生及癥狀

黑腐病由野油菜黃單胞菌野油菜致病變種（Xanthomonas campestrispv.campest ris，Xcc）引起，是一種世界性的重要病害，主要為害十字花科植物。黑腐病是蘿卜主要病害之一，主要發生在秋季的多雨時節。十字花科作物重茬、排水不良、地勢低洼、早播等病害加重。黑腐病主要癥狀如下。

地上部：蘿卜發病后，葉緣處產生黃色病斑，逐漸變成“V”字形向內擴展，隨后全葉呈花斑網紋狀，葉脈變黑，逐漸枯黃、最后干枯腐爛（圖1）。多與軟腐病并發。地下部：病菌沿葉脈和維管束向短縮莖和根部發展，肉質根受侵染后，先是維管束呈放射狀，黑褐色，重者菌膿溢出，甚至干縮空洞（圖2、3），嚴重影響蘿卜的品質[4，5]。

圖1 蘿卜葉片感染黑腐病

圖2 感染黑腐病蘿卜內部情況

圖3 蘿卜感染黑腐病

2 黑腐病菌特征

黑腐病菌為短桿狀菌體，大小為（0.7～3.0）μm×（0.4～0.5）μm，單生或鏈生，革蘭氏陰性。在培養基中，菌落近圓形，初呈淡黃色，后變為蠟黃色，有光澤，邊緣完整略有凸起。

2001年，黑腐病菌生理小種劃分結束了分類含糊不清的局面。將Xcc劃分為6個生理小種，其中生理小種1、4在十字花科植物上發病最嚴重，生理小種6在世界范圍內分布最廣，但為害程度次之，其他生理小種相對少見[6]。2017年，Cruz等[7]將Xcc劃分為11個生理小種。

張玉勛等[8]對7個蘿卜黑腐病菌進行致病性測定，發現不同菌株對同一品種幼苗的致病性存在差異，有致病型分化現象。

3 黑腐病抗源材料的篩選及抗病育種研究

張玉勛等[9]用噴霧接種法對970份蘿卜材料進行苗期人工接種鑒定，發現黑腐病最小發病率為77.78%，僅有1份材料，其中3份材料表現抗性強，19份材料表現中抗，耐病材料81份，其余867份材料皆不抗病。該研究還發現花葉品種相對抗性指數明顯高于板葉品種；在肉質根地上部皮色上，紅皮品種抗性最差，白皮品種次之，綠皮品種最抗病；辣味蘿卜最抗黑腐病，微辣、甜味蘿卜抗病性較差；在熟性上，中熟品種的抗性最強，中晚熟、晚熟品種抗性次之，抗性最差的為極早熟、早熟、中早熟品種。

曲士松等[10]對120份蘿卜材料進行田間鑒定，發現有免疫材料1份，高抗材料82份，抗病材料17份。該團隊通過連續3 a鑒定，最后提出2份抗病育種材料，即向陽紅和秦菜2號，1份高品質育種材料，即玉田早。

早熟蘿卜富源1號是由張孟軍等[11]用優良雄性不育系10A（高抗黑腐病）和高抗黑腐病的自交系日966-1-3-1雜交育成的早熟品種，高抗病毒病和黑腐病，適宜全國各地夏秋或早秋栽培。該團隊研究的秋白65是以不育系10A為母本，異型保持系R9711為第一父本，自交系H625為第二父本配制而成的蘿卜三交種，早熟，適宜秋季栽培，抗病性較強，基本不發生病毒病、黑腐病[12]。青脆50是以不育系6A為母本、以異型保持系DR9321為第一父本、以自交系W532為第二父本配制而成的水果型蘿卜三交種，2009-2010年河北省秋蘿卜區域試驗抗病性調查結果表明，水果型蘿卜青脆50表現出超強的抗病性，田間均未發生病毒病和黑腐病，尤其是對黑腐病的抗性明顯優于對照衛青[13]。2017年蘿卜雜交品種鄭禧991，田間對霜霉病、病毒病和黑腐病的抗性要強于對照豫蘿卜1號[14]。王超楠等[15]以自交不親和系L116和L13配制而成的衛青蘿卜雜交一代新品種天一，該品種中早熟，春、秋季均可種植，2014年天津市農業科學院植物保護研究所對天一進行田間抗病性鑒定，表現為抗黑腐病。

梅時勇等[16]利用單倍體育種技術選育的春白蘿卜新品種雪單1號，也是我國首個利用單倍體育種技術培育的春白蘿卜新品種，雪單1號綜合性狀優于同類型進口品種，較抗黑腐病，適合在我國高山、高原等高海拔地區越夏栽培，或在低海拔地區設施越冬或露地早春栽培。

雪單3號是湖北省農業科學院經濟作物研究所利用雙單倍體育種技術選育的春白蘿卜新品種，早熟、耐抽薹、高抗黑腐病。區域試驗時進行田間抗病性調查，由湖北省農業科學院進行室內人工接種抗病性鑒定，結果表明，雪單3號對黑腐病表現為高抗[17]。

4 抗黑腐病基因的研究

其他十字花科抗黑腐病相關基因的研究，如朱妍等[18]和江漢民等[19]分別構建甘藍和花椰菜抗黑腐病的抑制差減文庫，所獲得的EST序列主要涉及物質及能量代謝、信號轉導、轉錄調控、苯丙氨酸代謝途徑及防衛反應等方面，為其他十字花科植物抗黑腐病的研究提供基礎。

吳春琿等[20]研究不同蘿卜抗源對黑腐病菌的基因表達情況，以高抗黑腐病自交系P31和感病自交系P34為材料，分別接種Xcc8004 0、1、3 d，發現在3個時期顯著差異表達基因分別有11 848個、10 530個和11 254個。KO富集分析發現，抗病材料病程相關蛋白PR1相關基因Rs151980、Rs538750、Rs538810和Rs274760的表達豐度均顯著高于感病材料P34，其中Rs274760在P31表達豐度最高，表明該基因直接參與了蘿卜抵御黑腐病菌的過程。該研究還推測PR1相關基因表達水平決定了植物本身的抗病能力。共表達分析發現PR1相關基因的表達受到上游的elf18（MSTRG.47306）、BAK1（Rs274920）、EFR（Rs402930）、MEKK1（MSTRG.45339）和MKK3（MSTRG.45748和MSTRG.13202）等相關蛋白或者基因的誘導。研究還發現與乙烯、過氧化氫的部分代謝途徑相關的基因也參與了蘿卜抗黑腐病過程，進而說明蘿卜抗黑腐病是一個復雜的過程。

王少偉[21]用cDNA-AFLP方法研究4份抗病材料和1份感病材料接種黑腐病菌的基因表達情況，得到790個差異表達條帶，克隆了74個差異片段，通過不同功能將其分為8類，主要涉及信號轉導、蛋白質代謝、光合作用、抗病防御及轉運。不同抗源表達的抗性相關基因不全相同。

李紅雙[22]對F2群體進行QTL定位分析，發現有2個QTLs位點，其中1個為增效位點，其QTL的貢獻率為26.6%，另1個為減效位點，QTL的貢獻為45.3%。吳春琿等[23]又以2個高抗黑腐病材料P22、P24和1個感黑腐病材料P33為親本，分別構建了2個F2群體（P22×P33，P24×P33），QTL測序結果表明，抗病位點區域都含有NBS結構域，推測這些基因可能與蘿卜抗黑腐病有關。段韞丹[24]以抗病蘿卜材料KB10Q-22和感病蘿卜材料PP10Q-36構建的F2群體為構圖群體，運用RAD-Seq技術構建了蘿卜遺傳連鎖圖譜，該圖譜包含9個連鎖群，3 393個SNP標記，共定位到14個QTLs；以另1個抗病蘿卜材KB10Q-22和感病蘿卜材料KB10Q-33構建F2群體，依據QTL初步定位結果，設計SSR引物，運用BSA法進行引物篩選，最終將抗病基因定位在了標記QTL1-21和M26之間，其間遺傳距離為0.5 cM，物理距離為59 kb，尤其重要的是在此區間發現了一個傳遞抗黑腐病信號的基因RAR1。

5 抗黑腐病遺傳規律的研究

不同研究人員關于同種或不同作物抗黑腐病遺傳規律的結論不盡相同。

李紅雙[22]利用數量性狀的主基因+多基因混合遺傳的世代聯合分析法，對蘿卜抗黑腐病的抗性遺傳規律進行解析，明確對黑腐病的抗性遺傳符合“1對加性-顯性主基因”遺傳模型，同時存在多基因效應。結果還發現F2代抗黑腐病主基因遺傳率為72.4%，多基因遺傳率為9.07%，環境方差占表型方差的比率為18.5%。段韞丹[24]研究發現，2份材料抗黑腐病遺傳規律不同，其中以KB10Q-22為母本的F1植株表現為抗病，其遺傳模型為E0模型，即2對加性-顯性-上位性主基因+加性-顯性-上位性多基因模型；而以KB10Q-24為母本的F1植株表現為感病，其遺傳模型為D0模型，即1對加性-顯性主基因+加性-顯性-上位性多基因模型。2群體抗黑腐病主基因遺傳率分別為87.73%和55.64%，抗黑腐病遺傳以主基因為主。

6 蘿卜黑腐病的綜合防控

6.1 農業防治

選擇抗黑腐病品種；前茬應該避免種植十字花科作物，與其他科作物輪作，以免發生連作障礙；加強田間管理，如合理澆水，防止過澇等。

6.2 種子處理

用50～55℃溫湯浸種5～30 min。

6.3 化學防治

發病初期，用77%可殺得（三唑酮）可濕性粉劑500倍液噴霧防治。每7 d噴藥1次，連噴2～3次。

7 展望

蘿卜是我國主要的蔬菜作物，黑腐病是蘿卜的主要病害之一，嚴重影響蘿卜的品質和產量，解決該問題首先需要培育抗病品種。今后，可以通過分析蘿卜抗黑腐病的遺傳規律及挖掘抗黑腐病相關基因，運用分子手段，快速篩選抗黑腐病的蘿卜種質資源，且運用分子育種手段培育抗病品種，將會縮短育種時間，減少農藥的使用，保護環境，保障市民的“菜籃子”。