萝卜黑腐病研究进展

孟雪娇，冯一新，徐健，王丽冬，许春梅，侯睿宁，陈立新

（1.黑龙江省农业科学院园艺分院，哈尔滨，150069；2.黑龙江省农业科学院博士后科研工作站）

萝卜（Raphanus sativusL.）是一二年生草本植物，起源于我国，在我国民间有“小人参”的美称，是我国重要的蔬菜作物之一，种植广泛，但是生产推广的品种受地域影响很大。人们对萝卜品质方面的需求逐渐升高，尤其是对可生食的水果萝卜品种需求加大[1]。

黑腐病在世界范围内周期性发生，特别是在非洲和亚洲等国家，主要为害甘蓝、大白菜、萝卜等十字花科植物，黑腐病的流行会对作物产量造成严重影响[2，3]，黑腐病是萝卜的主要病害之一。

1 萝卜黑腐病的发生及症状

黑腐病由野油菜黄单胞菌野油菜致病变种（Xanthomonas campestrispv.campest ris，Xcc）引起，是一种世界性的重要病害，主要为害十字花科植物。黑腐病是萝卜主要病害之一，主要发生在秋季的多雨时节。十字花科作物重茬、排水不良、地势低洼、早播等病害加重。黑腐病主要症状如下。

地上部：萝卜发病后，叶缘处产生黄色病斑，逐渐变成“V”字形向内扩展，随后全叶呈花斑网纹状，叶脉变黑，逐渐枯黄、最后干枯腐烂（图1）。多与软腐病并发。地下部：病菌沿叶脉和维管束向短缩茎和根部发展，肉质根受侵染后，先是维管束呈放射状，黑褐色，重者菌脓溢出，甚至干缩空洞（图2、3），严重影响萝卜的品质[4，5]。

图1 萝卜叶片感染黑腐病

图2 感染黑腐病萝卜内部情况

图3 萝卜感染黑腐病

2 黑腐病菌特征

黑腐病菌为短杆状菌体，大小为（0.7～3.0）μm×（0.4～0.5）μm，单生或链生，革兰氏阴性。在培养基中，菌落近圆形，初呈淡黄色，后变为蜡黄色，有光泽，边缘完整略有凸起。

2001年，黑腐病菌生理小种划分结束了分类含糊不清的局面。将Xcc划分为6个生理小种，其中生理小种1、4在十字花科植物上发病最严重，生理小种6在世界范围内分布最广，但为害程度次之，其他生理小种相对少见[6]。2017年，Cruz等[7]将Xcc划分为11个生理小种。

张玉勋等[8]对7个萝卜黑腐病菌进行致病性测定，发现不同菌株对同一品种幼苗的致病性存在差异，有致病型分化现象。

3 黑腐病抗源材料的筛选及抗病育种研究

张玉勋等[9]用喷雾接种法对970份萝卜材料进行苗期人工接种鉴定，发现黑腐病最小发病率为77.78%，仅有1份材料，其中3份材料表现抗性强，19份材料表现中抗，耐病材料81份，其余867份材料皆不抗病。该研究还发现花叶品种相对抗性指数明显高于板叶品种；在肉质根地上部皮色上，红皮品种抗性最差，白皮品种次之，绿皮品种最抗病；辣味萝卜最抗黑腐病，微辣、甜味萝卜抗病性较差；在熟性上，中熟品种的抗性最强，中晚熟、晚熟品种抗性次之，抗性最差的为极早熟、早熟、中早熟品种。

曲士松等[10]对120份萝卜材料进行田间鉴定，发现有免疫材料1份，高抗材料82份，抗病材料17份。该团队通过连续3 a鉴定，最后提出2份抗病育种材料，即向阳红和秦菜2号，1份高品质育种材料，即玉田早。

早熟萝卜富源1号是由张孟军等[11]用优良雄性不育系10A（高抗黑腐病）和高抗黑腐病的自交系日966-1-3-1杂交育成的早熟品种，高抗病毒病和黑腐病，适宜全国各地夏秋或早秋栽培。该团队研究的秋白65是以不育系10A为母本，异型保持系R9711为第一父本，自交系H625为第二父本配制而成的萝卜三交种，早熟，适宜秋季栽培，抗病性较强，基本不发生病毒病、黑腐病[12]。青脆50是以不育系6A为母本、以异型保持系DR9321为第一父本、以自交系W532为第二父本配制而成的水果型萝卜三交种，2009-2010年河北省秋萝卜区域试验抗病性调查结果表明，水果型萝卜青脆50表现出超强的抗病性，田间均未发生病毒病和黑腐病，尤其是对黑腐病的抗性明显优于对照卫青[13]。2017年萝卜杂交品种郑禧991，田间对霜霉病、病毒病和黑腐病的抗性要强于对照豫萝卜1号[14]。王超楠等[15]以自交不亲和系L116和L13配制而成的卫青萝卜杂交一代新品种天一，该品种中早熟，春、秋季均可种植，2014年天津市农业科学院植物保护研究所对天一进行田间抗病性鉴定，表现为抗黑腐病。

梅时勇等[16]利用单倍体育种技术选育的春白萝卜新品种雪单1号，也是我国首个利用单倍体育种技术培育的春白萝卜新品种，雪单1号综合性状优于同类型进口品种，较抗黑腐病，适合在我国高山、高原等高海拔地区越夏栽培，或在低海拔地区设施越冬或露地早春栽培。

雪单3号是湖北省农业科学院经济作物研究所利用双单倍体育种技术选育的春白萝卜新品种，早熟、耐抽薹、高抗黑腐病。区域试验时进行田间抗病性调查，由湖北省农业科学院进行室内人工接种抗病性鉴定，结果表明，雪单3号对黑腐病表现为高抗[17]。

4 抗黑腐病基因的研究

其他十字花科抗黑腐病相关基因的研究，如朱妍等[18]和江汉民等[19]分别构建甘蓝和花椰菜抗黑腐病的抑制差减文库，所获得的EST序列主要涉及物质及能量代谢、信号转导、转录调控、苯丙氨酸代谢途径及防卫反应等方面，为其他十字花科植物抗黑腐病的研究提供基础。

吴春珲等[20]研究不同萝卜抗源对黑腐病菌的基因表达情况，以高抗黑腐病自交系P31和感病自交系P34为材料，分别接种Xcc8004 0、1、3 d，发现在3个时期显著差异表达基因分别有11 848个、10 530个和11 254个。KO富集分析发现，抗病材料病程相关蛋白PR1相关基因Rs151980、Rs538750、Rs538810和Rs274760的表达丰度均显著高于感病材料P34，其中Rs274760在P31表达丰度最高，表明该基因直接参与了萝卜抵御黑腐病菌的过程。该研究还推测PR1相关基因表达水平决定了植物本身的抗病能力。共表达分析发现PR1相关基因的表达受到上游的elf18（MSTRG.47306）、BAK1（Rs274920）、EFR（Rs402930）、MEKK1（MSTRG.45339）和MKK3（MSTRG.45748和MSTRG.13202）等相关蛋白或者基因的诱导。研究还发现与乙烯、过氧化氢的部分代谢途径相关的基因也参与了萝卜抗黑腐病过程，进而说明萝卜抗黑腐病是一个复杂的过程。

王少伟[21]用cDNA-AFLP方法研究4份抗病材料和1份感病材料接种黑腐病菌的基因表达情况，得到790个差异表达条带，克隆了74个差异片段，通过不同功能将其分为8类，主要涉及信号转导、蛋白质代谢、光合作用、抗病防御及转运。不同抗源表达的抗性相关基因不全相同。

李红双[22]对F2群体进行QTL定位分析，发现有2个QTLs位点，其中1个为增效位点，其QTL的贡献率为26.6%，另1个为减效位点，QTL的贡献为45.3%。吴春珲等[23]又以2个高抗黑腐病材料P22、P24和1个感黑腐病材料P33为亲本，分别构建了2个F2群体（P22×P33，P24×P33），QTL测序结果表明，抗病位点区域都含有NBS结构域，推测这些基因可能与萝卜抗黑腐病有关。段韫丹[24]以抗病萝卜材料KB10Q-22和感病萝卜材料PP10Q-36构建的F2群体为构图群体，运用RAD-Seq技术构建了萝卜遗传连锁图谱，该图谱包含9个连锁群，3 393个SNP标记，共定位到14个QTLs；以另1个抗病萝卜材KB10Q-22和感病萝卜材料KB10Q-33构建F2群体，依据QTL初步定位结果，设计SSR引物，运用BSA法进行引物筛选，最终将抗病基因定位在了标记QTL1-21和M26之间，其间遗传距离为0.5 cM，物理距离为59 kb，尤其重要的是在此区间发现了一个传递抗黑腐病信号的基因RAR1。

5 抗黑腐病遗传规律的研究

不同研究人员关于同种或不同作物抗黑腐病遗传规律的结论不尽相同。

李红双[22]利用数量性状的主基因+多基因混合遗传的世代联合分析法，对萝卜抗黑腐病的抗性遗传规律进行解析，明确对黑腐病的抗性遗传符合“1对加性-显性主基因”遗传模型，同时存在多基因效应。结果还发现F2代抗黑腐病主基因遗传率为72.4%，多基因遗传率为9.07%，环境方差占表型方差的比率为18.5%。段韫丹[24]研究发现，2份材料抗黑腐病遗传规律不同，其中以KB10Q-22为母本的F1植株表现为抗病，其遗传模型为E0模型，即2对加性-显性-上位性主基因+加性-显性-上位性多基因模型；而以KB10Q-24为母本的F1植株表现为感病，其遗传模型为D0模型，即1对加性-显性主基因+加性-显性-上位性多基因模型。2群体抗黑腐病主基因遗传率分别为87.73%和55.64%，抗黑腐病遗传以主基因为主。

6 萝卜黑腐病的综合防控

6.1 农业防治

选择抗黑腐病品种；前茬应该避免种植十字花科作物，与其他科作物轮作，以免发生连作障碍；加强田间管理，如合理浇水，防止过涝等。

6.2 种子处理

用50～55℃温汤浸种5～30 min。

6.3 化学防治

发病初期，用77%可杀得（三唑酮）可湿性粉剂500倍液喷雾防治。每7 d喷药1次，连喷2～3次。

7 展望

萝卜是我国主要的蔬菜作物，黑腐病是萝卜的主要病害之一，严重影响萝卜的品质和产量，解决该问题首先需要培育抗病品种。今后，可以通过分析萝卜抗黑腐病的遗传规律及挖掘抗黑腐病相关基因，运用分子手段，快速筛选抗黑腐病的萝卜种质资源，且运用分子育种手段培育抗病品种，将会缩短育种时间，减少农药的使用，保护环境，保障市民的“菜篮子”。