Pectobacterium brasiliense 菌液喷雾接种对马铃薯植株感染的剂量 - 效应关系研究：为马铃薯黑胫病防控带来新启示

《European Journal of Plant Pathology》：The relation between dose and infection incidence determined for Pectobacterium brasiliense spray-inoculated on potato haulms

为解决马铃薯黑胫病（BL-SRP）感染风险评估问题，研究人员开展了 Pectobacterium brasiliense 喷雾接种马铃薯茎秆的研究。结果表明，不同生长季、接种密度对植株感染影响不同。该研究为马铃薯种植中黑胫病防控提供依据。

　　马铃薯，作为全球重要的粮食作物之一，在人们的饮食中占据着不可或缺的地位。然而，一种名为黑胫病（BL-SRP）的病害却如同隐藏在暗处的杀手，时刻威胁着马铃薯的产量和质量。由 Dickeya 和 Pectobacterium 属细菌引起的细菌性软腐病，在全球范围内肆虐，给马铃薯、番茄、玉米等多种重要农作物带来了毁灭性的打击。其中，导致黑胫病的软腐果胶杆菌（Pectobacterium brasiliense）更是让马铃薯种植户们头疼不已。被感染的种薯会成为黑胫病的重要传染源，即便使用无病的微型薯或经过克隆筛选的种薯进行种植，在繁殖的第一年仍有可能受到感染。而且，一旦感染导致块茎腐烂，病原菌会在种子批次中迅速传播，尤其是在机械收获、分拣和分级过程中，传播速度更快。

目前，对于初始感染的途径还存在诸多猜测，土壤中的接种物虽不能完全排除，但因其难以在土壤中存活数年，所以更有可能的途径是通过雨水、气溶胶、昆虫、机器等携带的接种物，从茎秆的伤口或自然开口进入植株，进而感染块茎。

为了深入了解接种物沉积在茎秆上的风险，建立接种剂量与感染或症状植株发生率之间的关系，来自瓦赫宁根大学（Wageningen University & Research）的研究人员开展了此项研究。他们的研究成果发表在《European Journal of Plant Pathology》上，为马铃薯黑胫病的防控提供了重要的理论依据。

研究人员主要采用了以下几种关键技术方法：

1. 菌株培养与突变：使用 P. brasiliense IPO3649 菌株，并诱导其产生利福平抗性突变体 P. brasiliense IPO4211，用于后续实验。
2. 样本处理与检测：对叶片、块茎和土壤样本进行处理，通过 TaqMan 检测和富集 TaqMan 检测，确定病原菌的浓度和感染情况。
3. 田间试验：设置不同接种密度的处理组，在 2021 年和 2022 年进行田间试验，观察植株的感染和症状表现。

研究结果

1. 毒力分析：利福平抗性菌株 IPO4211 在马铃薯圆盘浸解试验中的浸解能力与野生型菌株 IPO3649 无显著差异。但在 2021 年的田间试验中，IPO4211 的致病率低于野生型菌株，不过其症状表达仍较为明显，后续实验仍选用该突变菌株。
2. 剂量反应研究
   • 2021 年结果：生长季较为湿润，接种密度与茎秆感染发生率呈正相关。接种密度为 103cfu/ml 时，茎秆感染发生率已显著高于对照组；高接种密度（10?或 10?cfu/ml）下，所有检测植株的叶片均被感染；几乎所有块茎样本在富集 TaqMan 检测中呈阳性；症状植株仅在最高两个接种密度（10?和 10?cfu/ml）下出现。
   • 2022 年结果：生长季相对干燥，仅接种密度为 10?cfu/ml 时，茎秆感染发生率显著高于对照组；接种密度为 10cfu/ml 时，块茎感染发生率显著高于水对照组；土壤接种 10?cfu/ml 时，20% 的植株出现症状；喷雾接种未出现症状植株，而土壤接种处理组有 4% 的植株出现黑胫病症状。
   
   

研究结论与讨论

通过两年的田间试验，研究发现不同生长季条件下，P. brasiliense 喷雾接种对马铃薯植株的感染风险不同。在多雨生长季，茎秆感染风险高；在干燥生长季，块茎感染风险高，且低接种剂量也可能导致块茎感染。

研究还发现，水培对照组植株也会感染利福平抗性突变体，表明土壤水分在病原菌传播中起重要作用。同时，接种植株叶片提取物中病原菌浓度可能较高，且可能被低估。此外，症状表达受天气条件和接种密度影响。

该研究意义重大，为评估马铃薯黑胫病的初始感染风险提供了重要参考。鉴于 BL-SRP 在马铃薯生态系统中的广泛存在和高感染风险，管理策略应侧重于使用不易感品种或具有更高抑制性的种子批次，并通过卫生措施和适当的种植方法减少病原菌传播。这一研究成果为马铃薯黑胫病的防控提供了新的思路和方向，有助于保障马铃薯的安全生产。