山梨醇在蘋果抗輪紋病中的作用分析

蘋果輪紋病是我國蘋果產區普遍發生的一種重要病害，在我國山東、陜西、甘肅、河北等地均有發生，尤其是在老產區，其危害嚴重。目前，蘋果輪紋病的防治以化學藥劑為主，但由于其具有較強的抗藥性，再加上目前生產中仍存在著對其認識不足、管理措施不到位等問題，導致我國蘋果產業面臨著巨大的挑戰。因此，需要對其進行深入研究與探索。本文以山東省為例，對蘋果輪紋病的發生規律、發病特點及其防治措施進行了總結分析，以期望能夠為相關人員提供借鑒。

一、蘋果輪紋病發生規律

蘋果輪紋病是由半知菌亞門真菌引起的一種危害嚴重的病害，主要危害葉片、果實以及枝干等，該病的發生與氣候、品種以及栽培管理等因素密切相關。近幾年來，蘋果輪紋病在山東發生較為嚴重。 根據對蘋果輪紋病病害的發生規律和當地氣候特點進行分析，筆者認為該病害主要危害3種類型的葉片和果實，在蘋果花期最易發病。春季溫度超過18℃后，會導致病菌大量繁殖，當溫度超過30℃時，則會導致病菌大量死亡。進入5～6月份后，正是降雨天氣最多的季節。由于此時期氣候潮濕，光照不足，降雨頻繁且持續時間長，會導致果園內濕度大，適宜病菌的生存與繁殖。同時隨著雨水的增加以及空氣濕度的增加，將會導致病菌大量繁殖、為害。在此期間若降雨較多或持續時間長，則會導致該病害進一步擴散蔓延。在此期間若降雨較少或持續時間短，則會導致該病害難以擴散蔓延。 此外，由于在山東省內蘋果輪紋病的發生具有一定的規律性和地域性，因此其主要在蘋果適生區（如膠東半島、大連市中山區、魯西南丘陵等）發生較為嚴重。另外該病害還具有明顯的季節性特征。

通過對蘋果輪紋病在山東省不同地區的發生情況進行分析，發現蘋果輪紋病菌的優勢菌系為半知菌亞門真菌，在此優勢菌系中，不同品種對該病的抗性存在明顯差異。例如，在山東省不同地區對蘋果輪紋病菌進行調查發現，山東東部地區（包括煙臺、威海等地）和西部地區（包括臨沂、日照等地）的蘋果輪紋病發生較為嚴重，且該病菌均為真菌。這是由于山東東部地區以及西部地區地勢較為平坦，氣候較為濕潤，而山東東部地區為山地丘陵地形，地勢較為平坦，氣候相對干燥。同時由于山東東部地區以及西部地區均為溫帶季風氣候，因此病菌在該區域內分布較為廣泛。而在山東省內不同地區之間的蘋果輪紋病菌分布情況也存在明顯差異。例如在大連市中山區，該病菌主要分布于海拔400～600m的山坡地帶。而在魯西南丘陵和膠東半島則主要分布于海拔800～1200m的山坡地帶。這主要是由于這兩個區域均為山地丘陵地形，氣候潮濕，光照不足。

二、蘋果輪紋病的發病特點

1、蘋果輪紋病的發病癥狀

蘋果輪紋病的典型癥狀是，在蘋果幼果或成齡葉片上產生褐色至黑色的大型不規則形凹陷病斑，其邊緣為橙黃色至深褐色，中央為深褐色至灰褐色，病斑呈半球形、不規則形或近圓形。在蘋果葉片上形成的病斑大小不一，一般為1～5 mm不等。當病斑擴展時，往往與葉脈平行排列，呈不規則形。其病斑也可融合成大面積的不規則形斑塊，但一般不與葉脈平行排列。當蘋果葉片在葉面上發生潰瘍狀龜裂時，病健交界處呈黃褐色。當蘋果葉片在葉柄上發生潰瘍狀龜裂時，病健交界處呈灰白色。當蘋果葉片上產生病斑并擴展時，其邊緣顏色由橙黃色變為深褐色。病斑擴大后呈半圓形或不規則形。病斑的直徑一般為5～20 mm不等。果實上發病時，多從近圓形的幼果開始發生，并逐漸向內凹陷，病部中央出現黑色至灰黑色小粒點，病果容易脫落。

2、蘋果輪紋病病菌侵染循環

蘋果輪紋病病菌以菌絲體在病果、病枝和病葉等病組織上越冬。翌年春季，氣溫回升至5℃以上時，菌絲體開始活動，產生大量分生孢子進行初次侵染。蘋果輪紋病的初侵染發病期多在4～6月，7～8月為發病高峰期，9月以后進入衰退期，其病菌通過雨水或昆蟲等傳播途徑進行二次侵染。秋季氣候不利于病菌侵染，在春季氣溫回升后產生大量分生孢子進行再次侵染。分生孢子在適宜的溫度和濕度條件下萌發，通過氣孔、皮孔和傷口侵入，并在病斑上越冬。翌年春季產生大量的分生孢子借風雨傳播到健康樹上再次侵染發病。當樹勢衰弱或發生嚴重時，病斑上不斷產生大量的分生孢子盤和分生孢子梗，并借雨水或昆蟲傳播到健康樹上再侵染發病。當春季氣候條件適宜時又可產生大量分生孢子進行再次侵染發病。

3、蘋果輪紋病的病原菌

蘋果輪紋病的病原菌為半知菌亞門的多種真菌，其中包括子囊菌、擔子菌、半知菌亞門的輪紋菌以及半知菌亞門的腐皮腐生菌等。這些真菌在山東地區均有分布，其中以半知菌亞門的腐皮腐生菌最為常見。輪紋病在蘋果上的病原菌主要為子囊菌門的腐皮腐生菌，包括半知菌亞門和擔子菌亞門。子囊菌中分生孢子器單生或雙生，單個或多個聚集成球狀，直徑約為3～5 mm，埋于果皮內。分生孢子梗單生或雙根，直立或彎曲，頂部著生1～2個分生孢子。分生孢子梗無色，直立或彎曲，頂端著生單胞無色的子囊殼，其上著生于孢子梗的基部。分生孢子成熟時釋放出芽管和游動孢子。芽管萌發后產生游動孢子或芽管，在菌絲間游動。亦可直接從孢子囊內伸出游動孢子進行再侵染。蘋果輪紋病的病原菌在果樹上的寄主范圍很廣。在山東地區廣泛分布的輪紋病的病原菌為半知菌亞門的腐皮腐生菌，其寄主范圍包括蘋果、梨、桃、李等多種果樹。其中以蘋果輪紋病菌危害最重。據調查研究表明，該菌主要分布于我國北方果樹產區（包括山東和河北）、華北地區以及長江流域一些省份的果樹產區。

三、 山梨醇在蘋果抗輪紋病中的作用分析

2022年5月17日，山東省果樹研究所與山東農業大學生命科學學院合作利用蛋白質組學測序首次揭示了山梨醇調控蘋果抗輪紋病的重要功能，為蘋果抗性育種與栽培提供了新的實踐方向。

蘋果是重要的農業水果作物之一。蘋果作為健康飲食所必需的營養物質和抗氧化劑的主要來源，在全球經濟中發揮著重要作用 。然而在其生長發育過程中，世界范圍內威脅蘋果質量和產量的脅迫因素很多，其中生物脅迫是關鍵因素。提高蘋果對生物脅迫的抗性一直是近幾十年來蘋果育種的一個目標。由蘋果輪紋病菌引起的蘋果輪紋病是目前危害我國蘋果主產區最嚴重的病害之一，嚴重制約蘋果產業的健康發展。目前關于蘋果抵御輪紋病的分子機制研究較少，限制了蘋果抗輪紋病育種的發展。

在其研究中的結果表明，具有高抗性的 F1后代光合作用顯著增加，山梨醇含量也顯著增加，而山梨醇是薔薇科植物韌皮部中主要運輸碳水化合物和光合產物。此外在簇3和4中，NADP－山梨糖醇-6-磷酸脫氫酶（S6PDH）是山梨糖醇合成中的關鍵酶，直接影響山梨糖醇和可溶性糖的相互轉化，隨著抗病性的降低其表達水平相應降低。B.dothidea接種4天后，愈傷組織中山梨糖醇含量和MdS6PDH1的表達水平增加，表明山梨糖醇可能在蘋果對B.dothidea的抗性中起重要作用。為探討山梨糖醇在蘋果抗病中的作用，外源山梨糖醇用于處理4級愈傷組織，4級愈傷組織對B.dothidea的抗性在外源山梨糖醇（50 mM）處理后部分恢復。

為了進一步闡明山梨醇在蘋果抗病原菌過程中的生物學功能，其將MdS6PDH1在愈傷組織中沉默或過表達，選擇三個獨立的轉基因株系，MdS6PDH1-OE系山梨醇含量高于Vec系，而MdS6PDH1-RNAi系的表達水平較低。B.dothidea接種4天后，MdS6PDH1-RNAi系比Vec系表現出更嚴重的斑點延伸跡象，MdS6PDH1-OE系的發病程度低于Vec系（圖1a），MdS6PDH1-OE系的病原致病指數明顯低于Vec系，而MdS6PDH1-RNAi系則高于Vec系（圖1b）。在 B. dothidea 感染后，SA 信號通路標志基因MdPR1 、 MdPR5 、MdNPR1和 SA 合成相關基因MdEDS1、MdPAD4、MdICS1的表達水平在MdS6PDH1-OE 系中遠高于 Vec 系，而 MdS6PDH1-RNAi 系顯示較低的表達（圖1c和d）。外源山梨糖醇（50 mM）用于處理 MdS6PDH1-RNAi 愈傷組織，部分恢復了 MdS6PDH1-RNAi系對B. dothidea的抗性（圖1e）。此外，外源山梨糖醇（50 mM）處理3小時后，誘導了4級植物葉片中SA信號通路標記基因和SA合成相關基因的表達水平，結果表明山梨醇正調控蘋果對B.dothidea的抗性。

四、蘋果輪紋病的防治措施

1、輪紋病的農業防治

①加強果園管理：做好病蟲害防治，增施有機肥，合理施肥，提高樹體抗病能力。加強果園管理，做到適時適量灌水，及時防治病蟲。②修剪：對郁閉的果園要進行合理疏枝，改善通風透光條件。對旺長的樹要早摘心、控旺，對弱樹要進行輕剪。樹勢衰弱的果園應采取疏花疏果的辦法，調整好負載量。③加強土壤管理：合理施肥，增施有機肥，增強樹勢。改良土壤結構，促進根系生長和樹體健壯。及時中耕除草、松土保墑。多施有機肥，增施磷、鉀肥和微量元素肥料。④清除殘體：落葉后及時清潔果園，清理老翹皮并集中燒毀或深埋。⑤休眠期刮除病皮：在冬季休眠期前刮除病皮，集中燒毀或深埋。

2、輪紋病的化學防治

化學防治是目前應用最廣的防治方法，但是由于輪紋病病菌具有很強的抗藥性，所以在生產中常常會遇到抗藥性強的蘋果輪紋病。目前種植過程中常用的藥劑有50%多菌靈可濕性粉劑600～800倍液、75%百菌清可濕性粉劑600～800倍液、70%甲基硫菌靈可濕性粉劑800倍液、30%惡霉靈水劑1500～2000倍液、30%惡霉靈可濕性粉劑1000倍液、40%福星乳油8000～10000倍液、70%代森錳鋅可濕性粉劑1000～1500倍液、30%堿式硫酸銅懸浮劑500～600倍液等。在生產中，上述藥劑交替使用，輪換使用可大大降低病菌的抗藥性。防治過程中還可以采用多種藥劑混合使用，如50%多菌靈可濕性粉劑800～1000倍液+50%甲基硫菌靈可濕性粉劑500～600倍液等。實踐證明，在生產中交替使用不同藥劑，能大大降低病菌的抗藥性，從而提高防治效果。目前也有不少廠家開發了新的產品，如25%烯唑醇水分散粒劑等，這些產品具有保護和治療雙重作用，但由于價格較高，所以市場銷售情況不理想。

3、其他防治措施

①提高栽培管理水平

在蘋果輪紋病防治中，應首先加強對蘋果樹的栽培管理，尤其是果園土壤的管理，土壤中有機質含量較低、土壤板結嚴重，都會導致果園的環境條件適宜蘋果輪紋病的發生。在改善土壤條件時，要結合當地氣候條件及果樹的生長特點，合理施用有機肥、石灰氮和磷肥等，改善果園生態環境。另外，要注意加強對蘋果樹的肥水管理，及時進行追肥、澆水、病蟲害防治等工作，保證蘋果樹正常生長。此外，在果園土壤中存在著大量的有益微生物，這些微生物具有一定的降解和轉化作用，可以有效改善土壤結構以及理化性狀。因此，要在果園土壤中增加有益微生物的數量和種類，保持土壤生態系統的穩定性。另外還要注意控制果園內的病蟲害發生情況以及農藥使用情況等工作。在防治過程中要根據蘋果樹不同生長時期以及不同生長階段的需求進行合理用藥。

②建立健全管理機制

建立健全蘋果輪紋病綜合治理管理機制，制定一系列有效的綜合管理措施，不僅可以提高果園的綜合管理水平，還能保證蘋果輪紋病防治的效果。具體措施如下：一是要嚴格按照蘋果輪紋病的發生規律進行病蟲害防治，制定科學合理的防治策略。二是加強對果園栽培管理的綜合指導，對果園實行統一規劃、統一管理和統一技術指導。三是要強化對病蟲害的監測預警，建立蘋果輪紋病監測預警體系。四是要加強對蘋果輪紋病防治技術的研究，開發出新型高效低毒環境友好型農藥，將傳統的化學農藥更換成高效、低毒、低殘留的環境友好型農藥。五是要加強對果農的宣傳教育，提升果農的防治意識和防控水平，從而降低蘋果輪紋病發病率。六是要制定嚴格的技術流程，加強果園管理人員及果農對技術流程的掌握。七是要加大農藥市場監管力度，禁止高毒高殘留農藥進入市場。八是要建立完善防治體系，使蘋果輪紋病防治工作走上法治化、規范化、科學化軌道。

③使用科學合理防治技術

科學合理防治技術包括農業防治、生物防治和物理防治等。第一，科學合理的施肥有利于提高樹體營養水平，增強其抗病能力。果樹生長期施用鉀肥有利于提高樹體營養水平，促進果樹生長發育，提高果樹抗病力；第二，冬季結合修剪清理果園落葉和落果，可減少越冬病原；第三，加強肥水管理、合理修剪等措施可減少樹體上的病菌數量。第四，合理的水分管理可提高樹體養分水平，從而增強果樹抗病能力。第五，定期修剪可以改善果園通風透光條件，降低果園濕度。第六，注意病蟲害的防治可有效減少病菌數量，進而減輕病害的發生程度。在輪紋病的防治過程中，可以在蘋果萌芽前噴施保護劑防止輪紋病病菌侵染，生長期噴施殺菌劑預防輪紋病的發生。第七，也可采用化學藥劑進行防治。蘋果輪紋病具有較強的抗藥性和較大的危害性。因此在蘋果輪紋病發生初期應及時用藥控制病情發展。對于發病嚴重的果園可采取化學藥劑治療，常用藥劑包括50%多菌靈、70%甲基托布津、50%多菌靈等。

在蘋果輪紋病的防治中，可將山梨醇作為一種新型、高效的殺菌劑，來抑制病菌的生長，以減少化學藥劑的使用，提高果園的生態環境質量。但在實際生產中，山梨醇的施用仍然存在著一些問題。首先，由于對其藥效和作用機制還不是很清楚，導致其在實際種植生產中使用量偏低；其次，由于目前還沒有對其進行有效的提純和分離純化，使其藥效受到影響；此外，在生產中由于受果農認識不足、防治措施不到位等因素的影響，使其使用效果不佳。因此，在今后的研究中，需要加強對山梨醇藥效和作用機制方面的研究，并將其與其他殺菌劑進行科學合理的搭配使用。通過以上研究可以促進蘋果輪紋病防治技術的發展，提高果園生態環境質量。

（作者單位：266404山東省青島市黃島區濱海街道辦事處農業發展中心）