栎树白粉病感染机制解析：种源与干旱胁迫对夏栎幼苗的协同调控作用

《European Journal of Forest Research》：Intrinsic and extrinsic factors affecting the infection rate of Erysiphe alphitoides (Griffon & Maubl.) U. Braun & S. Takam. on Quercus robur L. seedlings

本研究针对夏栎(Quercus robur)白粉病(Erysiphe alphitoides)感染机制不明确的问题，通过控制水分实验系统解析了内在（种源）与外在（微环境、土壤水分）因子对感染率的交互影响。研究发现首轮叶感染主要受种源调控（早展叶种源感染率低），次轮叶感染则受风向传播和干旱胁迫主导，且气孔关闭（gs降低）显著抑制病原入侵。该研究为气候变化背景下栎树抗病育种提供了生理生态学依据。

　　

在欧洲森林生态系统中，夏栎（Quercus robur L.）作为关键树种被预测为气候变化的潜在受益者，但其对白粉病（Erysiphe alphitoides）的易感性严重制约了天然更新。这种由子囊菌引起的病害通过附着胞直接穿透或气孔入侵叶片，导致营养耗竭与光合作用抑制，然而关于其感染动态的驱动机制仍存在争议：一方面，种源遗传背景是否通过物候差异影响感染时序？另一方面，干旱胁迫如何通过气孔行为调控病原入侵？传统研究多聚焦单一因子，缺乏对多因子交互作用的系统解析。

为厘清内在（种源）与外在（微环境、水分）因子的协同作用，研究团队在波兰森林林窗开展控水共通花园实验。选取从克罗地亚至北纬54°的7个种源种子培育的530株一年生幼苗，设置最优灌溉（VWC 0.25-0.30 m³m^-3）、水分亏缺（50%灌溉）与干旱（无灌溉）三种处理，通过个体滴灌系统与土壤湿度监测网络精准控制水分条件。利用便携式光合作用测定系统（Li-Cor 6800）同步检测净光合速率（A）、蒸腾作用（E）与气孔导度（g_s），并采用显微成像与卷积神经网络（StoManager1软件）量化气孔密度与孔径面积。通过广义线性模型（GLM）与广义加性模型（GAM）解析因子贡献度。

感染率受叶幕身份与因子类型交互调控

首轮叶（FF）感染较轻（7.1-16.3%），主要受种源内在因子主导（η_p²=5.0%），早展叶种源（如BAR）通过物候错峰逃避子囊孢子释放高峰（Kendall's tau负相关）。次轮叶（SF）感染显著加剧（44.5-72.3%），受微环境（区块η_p²=16.9%）与水分处理（η_p²=18.6%）等外在因子主导，西风主导下西部区块感染率最低，干旱处理较对照降低约30%。

气孔行为介导干旱抗病性

GAM模型揭示气孔导度（g_s）与土壤体积含水量（VWC）共同解释53.2%感染变异。干旱胁迫下g_s降低34.8%，净光合作用（A）下降36.8%，表明气孔关闭直接限制病原入侵路径。次轮叶气孔密度虽高于首轮叶，但孔径面积无显著水分处理差异，支持气孔动态行为（非静态结构）为主要抗病机制。

种源适应性存在叶幕特异性

南部种源（HRV）气孔孔径最大，但未转化为感染优势；北部种源（MLY）虽孔径小，却未表现显著抗病性。种源与水分处理无交互作用（p>0.05），暗示干旱抗病机制可能超越遗传背景，依赖保守生理响应。

研究结论深化了对栎树-白粉病互作的理解：首轮叶感染由种源物候驱动，次轮叶感染则受环境胁迫与病原传播协同控制。气孔关闭作为干旱诱导的物理屏障，可能通过限制病原穿透或改变碳水化合物分配（如葡萄糖/果糖转化多醇）间接抑制感染。该研究为森林管理提供了关键启示——在气候变化加剧干旱频发背景下，筛选早展叶种源与利用水分胁迫调控气孔行为，可成为降低白粉病流行的双效策略。未来需结合代谢组学解析碳饥饿与病原营养竞争的分子机制。

（注：全文基于Niemczyk等2026年发表于《European Journal of Forest Research》的原创研究，实验设计及数据详见正文与方法部分）