十字花科蔬菜根肿病及其综合防控技术

何海艳 司军

Interview Record访谈录

十字花科蔬菜根肿病及其综合防控技术

何海艳 司军

根肿病是由芸薹属根肿病菌（Plasmodiophora brassicae Woron.）引起的一种重要土传病害，该病原菌寄主范围十分广泛，可为害大白菜、小白菜、甘蓝、萝卜、花椰菜、芥菜、油菜、荠菜等100多种栽培和野生十字花科植物[1]。1736年在英国地中海西岸和欧洲南部发现该病，1878年由俄国学者Worolin发现其病原并命名。其病原菌在土壤中可存活8年以上，休眠孢子在无感病寄主植物的土壤中可存活20年以上。目前，在欧洲、北美和亚洲的日本等地已成为一种主要病害，给十字花科蔬菜生产造成严重威胁[2]。

目前，根肿病在中国大部分省、市、自治区都有分布，特别是近年来，在我国的东北地区、西南地区、长江中上游地区以及山东青岛等地迅速扩大，为害十分严重，平均减产20%～30%，严重地块产量损失60%以上，且发病受害面积每年以8%～ 10%速度剧增，而且一旦田间受到根肿菌的污染，将长期带菌，不再适宜栽培十字花科蔬菜，严重制约我国十字花科蔬菜产业的发展。

所以，正确认识和掌握根肿病病征、致病机理、生理小种分化、发病条件、传播途径以及综合防治方法，对控制根肿病蔓延，保障我国蔬菜产业可持续发展及蔬菜供应安全具有重要意义。

1 病征

根肿病主要发生在根部，通常苗期即可受害，严重时幼苗枯死。成株期受害，初期地上部症状不明显，以后生长逐渐迟缓、矮小，并表现缺水症状，基部叶片在中午萎蔫，早晚恢复，后期基部叶片发黄、枯萎、严重时全株枯死，主根上的肿瘤个大而数量少，侧根上的个小而数量多，主根的肿瘤靠近地上部，发病前期瘤体表面光滑，后期表面粗糙，明显龟裂，须根上肿瘤多，且串生在一起，其他杂菌侵入后可造成腐烂。感病植株明显矮小，叶片由下而上逐渐发黄，晴天中午前后植株萎蔫，似缺水状，发病初期病苗早、晚可恢复，晚期不能恢复正常。

2 致病机理

根肿菌是一种寄生在十字花科植株根部细胞内的寄生菌，不能进行纯培养，从分子生物学角度分析其致病机理困难很大，相关研究进展缓慢。发病植物明显的表现就是细胞不断增大和分裂，并形成根部肿瘤，这些症状表明在根肿病的发病过程中植物激素可能发挥作用，根肿菌的感染会促进根系最初的生长和生长素合成[3]，当肿瘤开始形成时，它们就变成了生长素和细胞分裂素主要的代谢库。这些植物激素水平的破坏是造成染病植物根系增生和肿大的主要原因。最终，这些肿瘤组织作为染病植株强的代谢库，从植株的幼芽和叶片中掠取大量物质和营养，导致地上部分病状出现[4]。植株感病初期，地上部分表现不明显，之后其生理性状表现为发育迟缓、植株矮化，并表现出缺水症状，叶片通常枯黄、萎蔫，病害发生严重时会由于其根部吸收水分和营养物质的功能大幅下降从而导致整株萎蔫、枯亡。

3 根肿菌生理小种鉴定

根肿病是一种难以防治的毁灭性世界病害，主要原因之一是根肿菌的遗传具有多样性，导致生理小种的分化。明确生理小种的分化类型和地理分布，对根肿病生理小种的分化监测及抗病育种工作有重要意义。目前，国际上运用较多的有Walliams和ECD 2种鉴别系统。1965年，Walliams[5]采用2个结球甘蓝品种 Jersey Queen及Badger Shipper和2个芜菁甘蓝品种Laurentian及Wilhelmsburger对多国根肿菌小种进行鉴定，正式提出Walliams鉴别系统，该方法将根肿病菌划分为16个小种，分别命名为1～16。随后，Buczacki等[6]选用国际上不同研究小组的寄主材料于1975年建立了一套ECD鉴别系统。该系统由B.rapaL.Sensu lato（2n=20）、B.napusL.（2n=38）、和B.oleraceaL.（2n=18）3组十字花科芸薹属寄主组成。然而，这2套鉴别系统各有优缺点，Walliams鉴别系统鉴别寄主少、易理解、操作方便，但对个别小种无法明确鉴定，应用时存在一定局限性。ECD系统虽对生理小种划分相对准确，但对鉴别寄主要求高，工作量大且命名复杂，不适于抗病品种的选育。而且，该系统多数寄主是欧洲油菜品种，在亚洲适用较为困难。

在我国Walliams鉴别系统应用较多，沈向群等[7]和丁云花等[8]研究表明，我国十字花科蔬菜根肿病菌生理小种以4号为主，丁云花等[8]的研究进一步指出4号生理小种的致病性较其他小种更强。

4 发病条件

土壤温度、相对湿度、酸碱度等是影响根肿病发生的主要因素。

①温度 温度在10～30℃都可发病，病菌萌发和侵染的最适土温为18～25℃，低于9℃或高于30℃都难以发病。

②土壤湿度 病菌喜潮湿的环境，土壤湿度大，低洼积水地和水改旱的田块易发病，根肿病休眠孢子萌发、游动孢子游动需有充分的土壤湿度条件，当土壤相对含水量在60%～98%时均可发病，最适土壤含水量为70%～90%。因此，多雨年份、低洼潮湿、排水不良的菜地发病重。病菌不耐干燥，土壤相对含水量在45%以下容易死亡，所以干旱年份发病减轻。

③土壤酸碱度 酸性土壤适宜病菌发育，pH值4.0～7.0都会发病，但pH值为5.4～6.5时，病害发生最严重，pH值7.2以上发病少。

本身土壤带菌，若遇大雨、高温高湿以及排水不利条件，植株本身虚弱受损，加上合适的温湿度和pH值条件，根肿病发生严重。

5 病原菌诊断与检测技术

由于根肿菌具有不同于其他物种的特性，利用分子生物学方法鉴定病原菌是未来发展的趋势，有利于及时控制病原菌的传播及制定有效的防治策略。目前，以聚合酶链式反应（PCR）为基础的十字花科蔬菜根肿病检测技术迅速发展，由普通PCR及巢式PCR的定性检测发展到了荧光定量PCR的定量检测，并且将定量检测与全细胞脂肪酸技术相结合，利用根肿菌侵染后产生的特异性脂肪酸（花生四烯酸20∶4）可对土壤及植物组织中的根肿菌进行精确定量检测[9]。同时，也可以应用荧光定量PCR检测技术对粘附带菌、交叉污染的种子、块茎等进行定量检测，对其带菌量进行风险评估[10]。采用Tapman探针与荧光定量PCR技术相结合对田间发病的土壤及人工接种的带菌土壤进行检测，该体系的扩增效率在92%以上，其检测的最低限点可达每1 g土壤含500个休眠孢子，利用人工接种与定量检测相结合的方法，可以根据土壤的带菌量对田块的病情进行准确的预测，为种植抗病品种及轮作等防治手段提供理论依据[11]。因此，以聚合酶链式反应为基础的分子生物诊断及检测技术已成为根肿菌研究及防治方面的有力工具，只是在不同的研究中要不断调整引物的特异性及反应程序。

6 十字花科根肿病的主要传播途径[12]

①雨水及灌溉水传播 病原菌的休眠孢子随雨水及灌溉水在田间由高地势向低洼地势传播，例如：高山种植的十字花科作物发生根肿病，土壤中根肿菌的休眠孢子会随雨水或灌溉水的地表径流传到山下或者地势较低洼的田地，同时，大雨及流水也能把带菌泥土传送到较远的地区。

②农事操作传播 农事操作人员在发生根肿病的田块进行农事后携带病残体及病土，使病原菌在本田传播，并从一块田地传到另一块田地，耙地及耕地时农机具携带病残体或者带有根肿菌的土壤，造成根肿病菌在田间传播。

③育苗基质传播 病区的土壤中含有大量的病残体及休眠孢子，在病区生产的各种商品育苗基质，会把病原菌带入田中导致无病田块发病，造成该病原菌传播。

④带病植株传播 各种带病植株会随着商品菜的运输从病区传播到无病区。

7 综合防控技术

十字花科蔬菜根肿病防治应坚持“预防为主，综合防治“的原则，采取“以杜绝菌源、合理轮作、改良土壤为主，药剂防治为辅”的综合治理措施[13～15]。

7.1 农业防治技术

①选用抗病品种 是防治根肿病的重要途径之一。目前生产上推广的白菜抗根肿病品种较多，主要日韩代表品种有CR英雄、CR帝王系列、文鼎春宝、文鼎春蕾等。国内代表品种有京春CR2、京春CR3、CR587、CR589、CR惠民、CR新春、Y670、山东19号、抗大3号等。据报道，瑞士先正达公司已培育出抗根肿病的甘蓝品种先甘336、kalibro、kilaton、Kilaxy、Kilazol等，花椰菜品种科顿和科莱等，但由于适应性、消费习惯等原因在我国生产上推广较少，国内科研单位选育的甘蓝抗（耐）根肿病病品种有西园六号、西园14号、文甘12、绿抗9号等。据报道，2017年，北京捷利亚公司选育出抗根肿病萝卜品种捷如夏，国内抗根肿病萝卜代表品种有雪单3号等。目前无抗根肿病芥菜品种的报道。但根肿菌生理小种较多，且其进化程度较高，一些抗病品种丧失抗病性的报道也屡见不鲜，所以获得具有水平抗性或抗多个生理小种的抗病新品种成为重要的育种目标。

②培育和选用无病壮苗 虽然十字花科蔬菜整个生育期都可感染根肿病，但是苗期是根肿菌侵染的重要时期，而苗期是否带菌关系着发病的迟早与轻重，因此培育无病壮苗是防治根肿病最基础的一环，目前生产上通常利用无病基质结合穴盘育苗或漂浮盘育苗技术或在无病苗床土上培育无病壮苗。移栽定植时及时淘汰弱苗、病苗，在生长期内，若发现零星病株，立即拔除带出田间销毁，并在病穴周围撒石灰消毒，以防病菌扩散。

③合理轮作 根肿病菌存活时间长、传播速度快并且只侵染十字花科植物，因此实行轮作是控制病害发生的重要措施之一。十字花科作物可与玉米、亚麻、麦类、豆科、茄科、葫芦科等非十字花科作物轮作，来避免病菌在田间连续繁殖、积累。此外在我国四川、重庆等地运用水旱轮作技术，如重庆涪陵区的水稻—茎瘤芥栽培模式，大大减轻了茎瘤芥根肿病的发病程度。

④改良土壤酸碱度 提高土壤碱度是根肿病防治中应用较广泛的一种方法。一般土壤pH值为7.2左右时，根肿病发病率和发病程度会有所降低。适量撒施草木灰或熟石灰，同时增施农家肥，在改变田间土壤酸碱度的同时，还能提高土壤通透性。

⑤加强田间栽培管理 加强田间管理可在一定程度上减轻根肿病为害。及时排除田间积水，中耕松土，清理杂草，特别是十字花科杂草，以降低田间土壤湿度；不用工业废水灌溉农田；作物生长过程中及时清理病株，收获后彻底清除田间病残体，以减少侵染源；采用深沟高畦栽培、使用滴灌浇水的方式，小水勤浇有利于减轻病害发生，大水漫灌则加重病害传播。多用有机肥，少用化学肥料，施足有机基肥，熟化土壤，改良土壤，优化氮、磷、钾及微量元素配方是防治根肿病的有效措施。适时播种，合理安排茬口。对种子进行消毒，避免病害区蔬菜调运。

⑥合理施肥 施肥时应注意氮、磷、钾肥的合理搭配，不能偏施氮肥，同时注意微量元素肥料的施用，适时补充适量的钙、硅、镁等微量元素。适时喷施EM原液也可有效控制根肿病[16]。用腐熟禽畜粪肥等作基肥改良土壤，适当提高土壤有机质含量，利于根肿病防治。

7.2 化学防治

①种子处理及苗床消毒 虽种子不带根肿菌，但随附在种子表面的泥土可带菌传病，需重视种子消毒。用55℃温水浸种15 min，再用10%氰霜唑悬浮剂2 000～ 3 000倍液浸种10 min；或将2.5%咯菌腈按1∶10或1∶15用少量清水稀释，后倒入需处理种子，充分搅拌均匀着色为止，可即拌即用，或拌种后存放待用。苗床土壤消毒可使用10%氰霜唑悬浮剂1 500～ 2 000倍液处理。播前10天，苗床土壤用50%氟啶胺悬浮剂2 000倍液喷雾。杜绝病苗直接入田。

②大田药剂防治 生产上报道较多用于防治根肿病的是五氯硝基苯，栽前以1.5～3.0 kg/667 m2的药量于畦面均匀条施，或用75%五氯硝基苯可湿性粉剂700～ 1 000倍液灌根，每穴0.25～0.5 kg。常用的化学药剂还有甲基硫菌灵、代森锰锌、百菌清、氟啶胺、氰霜唑等。田间药效试验表明，10%氰霜唑和50%氟啶胺按一定比例施用，对中国大白菜根肿病防治效果良好，且防效优于其他常用药剂[17]。使用10%氰霜唑悬浮剂进行移栽大田浇土灌根处理，能在移栽后的生育期内基本控制根肿病为害。

③生物防治 近年来，应用拮抗微生物防治根肿病的研究越来越多，同时，生物防治因其安全、有效、无污染的优势，在根肿病防治中越来越受关注。国内外筛选得到的拮抗微生物 Heteroconiumchaetospira、Trichoderma isolates（TC32、TC45、TC63）、Phoma glomerataJCM 9972、枯草芽孢杆菌XF-1、链霉菌A316与A10等在生防实践中取得了良好的防治效果[18～22]。孙良菲等[23]筛选出放线菌YN-6、真菌XP-F2，试验显示其对白菜根肿病的防治效果分别为56.30%、61.80%。

8 展望

十字花科蔬菜根肿病是土传病害，目前还没有专用的特效药进行化学防治，因此，农业预防措施显得尤为重要，如及时清除病株和病残体，做好中耕除草和清园工作以及对农具进行消毒，避免交叉感染等，同时培育无病壮苗结合化学防治和生物防治才能大大降低病害的发生率和严重度。

此外，由于我国根肿病的发生范围广，为害严重，生理小种多样，只有持续不断开展抗性基因研究，深入研究其作用机制及与上下游因子之间的关系，真正育成对不同根肿病生理小种具有广谱抗性的品种，结合农业、化学、物理以及生物的防治技术，才能真正做到对根肿病有效防治。

[1]Howard R J,Strelkov S E,Harding M W,et al.Clubroot of cruciferous crops-new perspectives on an old disease[J].Histopathology,2010,32 (1):35-42.

[2]Hwang S F,Strelkov S E,Feng J,et al.Plamodiophora brassicae:a review of an emerging pathogen of the Canadian canola (Brassica napus) crop[J].Molecular Plant Pathology, 2012,13(2):105-113.

[3]Devos S,Vissenberg K,Verbelen JP,et al.Infection of Chinese cabbage byPlasmodiophora brassicae leadsto a stimulation ofplant growth:impacts on cell wall metabolism and hormone balance[J]. New Phytol,2005,166:241-250

[4]Ludwig-Muller J,Prinsen E,Rolfe S A,et al.Metabolism and plant hormone action during clubroot disease [J].Plant Growth Regul,2009,28: 229-244.

[5]Williams P H.A system for the determination of races ofPlasmodiophora brassicae that infect cabbage and rutabaga [J].Phytopatholoyg, 1966,56(6):624-626.

[6]Brczacki S T,Toxopeus H,Mattusch P,et al.Study of physiologic specialization inPlasmodiophora brassicae:Proposals for attempted rationalization through an international approach [J].Transactions of the British Mycological Society,1975, 65(2):295-303.

[7]沈向群，聂凯，吴琼，等.大白菜根肿病主要生理小种种群分化鉴定初报[J].中国蔬菜，2009（8）：59-62.

[8]丁云花，简元才，余阳俊，等.我国8省市十字花科蔬菜根肿病病菌生理小种的鉴定 [J].中国蔬菜，2013（16）：85-88.

[9]Sundelin T,Christensen,C B, Larsen J,et al.In planta quantification ofPlasmodiophora brassicae using signature fatty acids and real-time PCR[J].Plant Dis,2010, 94:432-438.

[10]Rennie D C,Manolii V P,Cao T, et al.Direct evidence of surface infestation of seeds and tubers by Plasmodiophora brassicae and quantification of spore loads[J]. Plant Pathology,2011,60:811-819.

[11]Wallenhammar A C,Almquist C, Soderstrom M,et al.In-field distribution ofPlasmodiophora brassicae measured using quantitative real-time PCR[J].Plant Pathology, 2012,61:16-28.

[12]李金萍，朱玉芹，李宝聚.十字花科蔬菜根肿病的传播途径[J].中国蔬菜，2010（5）：21-22.

[13]赵毓潮，左丛山，向祖焕，等.氰霜唑悬浮剂防治十字花科根肿病效果研究[J].湖北植保，2008（3）：39-41.

[14]寸待菊，赵仙菊，李红玲，等.油菜根肿病综合治理对策初探[J].农业开发与装备，2013（4）：99-102.

[15]吴锦霞，崔卫东，朱惠龙.十字花科蔬菜根肿病识别防治技术[J].上海蔬菜，2013（3）：46.

[16]朱英东，赵俊峰，王静环，等.白菜根肿病生态防控技术[J].中国农技推广，2008，24（5）：38-40.

[17]杨佩文，尚慧，董丽英，等.大白菜根肿病发病因素分析与防治技术[J].西南农业学报，2009，22（3）: 663-666.

[18]Lee S O,Choi G J,Choi Y H.Isolation and characterization of endophytic actinomyce-tes from Chinese cabbage roots as antagonists to Plasmodiophora brassicae[J]. Journal of Micr-obiol and Biotechnology,2008,18:1 741-1 746.

[19]Peng G,Mcgregor L,Lahlali R. Potential biological control of clubroot on canola and crucifer vegetable crops[J].Plant Pathology, 2001,60:566-574.

[20]黄云.植物病害生物防治学[M].北京：科学出版社，2010：291-292.

[21]何月秋，熊国如，范成明.防治十字花科根肿病的生物制剂及其应用[P].200810058919.0.

[22]Cheah L H,Veerakone S,Kent G. Biological control of clubroot on cauliflower withTrichodermaand Streptomyces [J].New Zealand Plant Protection,2000,53:18-21.

[23]孙良菲，任佐华，彭沙莎，等.白菜根肿病菌拮抗微生物的筛选及防治效果评价 [J].湖南农业科学，2013（1）：84-87.

10.3865/j.issn.1001-3547.2017.14.001

重庆市“十三五”社会事业与民生保障科技创新专项资金项目——十字花科蔬菜优质高抗根肿病育种材料创制（cstc2015shms-ztzx8009）；蔬菜安全生产关键技术创新及示范（cstc2015shms-ztzx8005）；优质多抗广适应蔬菜品种创新及示范（cstc2015shms-ztzx8007）

何海艳，西南大学园艺园林学院，南方山地园艺学教育部重点实验室，重庆，400715，E-mail：860609712@qq.com

司军，西南大学园艺园林学院，南方山地园艺学教育部重点实验室，重庆，400715，E-mail：sijun@swu.edu.cn

2017-07-02