荔枝霜疫霉侵染过程研究及农业措施控制作用初探

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荔枝(Litchi chinensis Sonn.)是原产于我国的热带、亚热带常绿果树,在我国南方水果产业发展中有着举足轻重的地位。由于我国荔枝园多建于90年代初,种植密度大,目前树冠密集,秋冬修剪后枝叶常覆盖在树盘下,故越冬病原数量较多;加之荔枝果实发育期正值高温多雨季节,导致荔枝霜疫霉病(Peronophythora litchii Chen exKo et al)发生非常严重。果农多采取定期打药方式防此病害,用药频率高,农药残留和安全隐患突出。荔枝霜疫霉病已成为荔枝园最突出的问题之一。  本研究采用植物病理学和果树栽培生理学方法,在完善荔枝霜疫霉病原学的基础上,从组织形态学和生理学角度详细研究了荔枝霜疫霉侵染荔枝叶片和果实的过程、侵染规律和生活史;研究了影响霜疫霉病发生和荔枝园其他优势真菌分布的气象因素,并探索了两个主要农业措施-间伐和覆地膜对荔枝霜疫霉病的控制效果。主要结果如下:  1.华南地区荔枝霜疫霉在荔枝果肉培养基中菌丝生长的最适温度为24-30℃,产生孢子囊的最适温度为28℃。当孢子囊萌发温度等于或低于其形成的温度时,孢子囊主要以释放游动孢子的方式萌发,游动孢子萌发的最适温度为20-24℃,最适pH值为7-9。荔枝霜疫霉孢子囊释放游动孢子的上限温度是28℃。降雨天果园气温下降,荔枝霜疫霉在果园主要以游动孢子行再次侵染。荔枝霜疫霉卵孢子在荔枝果皮、叶片和树皮等煎汁培养基中均可产生。当温度为28℃、pH值为5、12 h交替光照时,卵孢子的萌发率最高。卵孢子越冬后在土壤中存活力为13.73%,并于次年荔枝开花坐果时,萌发产生孢子囊进行初侵染。  2.荔枝霜疫霉孢子囊3 h即可定植到嫩叶上;仅需4 d即可观察到藏卵器和雄器;第11 d后,叶片上出现大量成熟厚壁卵孢子。荔枝霜疫霉游动孢子从释放到定植在叶片上需6 h,其侵入始于叶片远轴面细胞间隙或者气孔;从释放到定植在果皮上需12 h,从果皮凹陷处侵入。荔枝霜疫霉游动孢子侵染叶片,其胞间菌丝较发达,每一菌丝可随扩展先后产生多个类吸器结构。初生胞间菌丝内含大量囊泡。胞间菌丝与寄主细胞接触部位,寄主细胞壁加厚。游动孢子侵染荔枝果皮,果皮的厚壁细胞限制胞间菌丝扩展,菌丝充满于果皮薄壁细胞内。  3.霜疫霉接种荔枝苗后,SOD、POD、CAT和APX4种抗氧化物酶在出现峰值时,酶比活力均高于未接种叶片。荔枝霜疫霉与果皮互作抗氧化物酶的变化比叶片复杂。荔枝果实在接种霜疫霉12 h后,SOD酶比活力急剧上升,18 h酶比活力最高;POD酶比活力分别在接种后6 h、24 h和48 h时出现峰值;接种后CAT和APX酶比活力与对照变化趋势一致。β-1,3-葡聚糖酶比活力在荔枝霜疫霉接种叶片6 h和24 h时出现峰值,并显著高于对照叶片。β-1,3-葡聚糖在叶片内的变化是先减少后增加。接种6 h,叶片上β-1,3-葡聚糖量低于未接种叶片;接种18 h和24 h时寄主细胞壁积累β-1,3-葡聚糖,β-1,3-葡聚糖含量高于未接种叶片。霜疫霉接种荔枝果实30 h后,β-1,3-葡聚糖酶比活力升高,到48 h最高。接种后GLUC基因相对表达量与β-1,3-葡聚糖酶比活力变化趋势相同。这表明抗氧化物酶和β-1,3-葡聚糖酶的代谢以及β-1,3-葡聚糖积累在荔枝与荔枝霜疫霉互作中起着重要作用。  4.荔枝园老熟叶片、花穗与果柄、果实优势真菌种群相对稳定,老熟叶片上优势真菌为壳囊孢(Cytospora sp.)、炭疽菌(Colletotrichum sp.)和拟茎点霉(Phomopsissp.);花柄和果柄上优势真菌分别是芽枝孢(Cladosporium Sp.)、链格孢(Alternaria sp.)、炭疽菌和拟茎点霉;果实上的优势真菌种类与果柄上相同。受真菌生长的微环境和真菌本身生物学特性影响,荔枝树不同器官优势真菌相对分离频率与气象因素的关系呈现多样化。  5.果园内荔枝霜疫霉发病率(y)与开花后天数(x1)、采样前10天日照时数(x2)和降雨天数(x3)呈线性相关,南冲果场2010年回归方程为y=0.01220 x1-0.00734x2+0.03111x3,华农果园2011年回归方程为y=0.00495 x1-0.01306 x2+0.06769x3。  6.在荔枝霜疫霉病流行年份,间伐可以显著减少霜疫霉病的发病率,且控制效果为31.5%-46.4%。表明间伐措施可以通过增加荔枝园通风透光度,降低果园湿度,减少果园内初侵染源,从而有效控制霜疫霉病的发生。覆地膜对果园荔枝霜疫霉病发生的抑制效果达98.6%以上,说明此方法可以有效隔离树盘下卵孢子对荔枝花果的侵染为害。证实了树盘下越冬卵孢子是荔枝霜疫霉病主要初侵染源,该病经落地幼果扩大侵染。可见,控制树盘下初侵染源是防控荔枝霜疫霉病的技术关键。
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