综述:茄子枯萎病的病原学、流行病学及综合防治策略

【字体: 时间:2025年08月11日 来源:Discover Plants

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  这篇综述系统阐述了茄子(Solanum melongena L.)枯萎病的病原学特征,重点分析了尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)和茄病镰刀菌(F. solani)的致病机制,包括毒素分泌、细胞壁降解酶(CWDEs)和效应蛋白(SIX)等分子武器。文章详细梳理了寄主-病原互作(HPI)中的抗性基因(R-genes)和防御信号通路,并提出整合生物防治(如木霉菌Trichoderma spp.)、CRISPR/Cas9基因编辑和化学防控的协同管理策略(IDM),为保障全球粮食安全提供理论支撑。

  

引言

茄子(Solanum melongena L.)作为全球重要的茄科蔬菜,其生产长期受到土传病原体的威胁,其中由尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. melongenae)和茄病镰刀菌(Fusarium solani)引起的枯萎病最为致命。这两种病原体通过侵染维管系统导致植株萎蔫、黄化直至死亡,在温暖潮湿条件下可造成高达80%的产量损失。

病原学特征

镰刀菌属(Fusarium spp.)作为土壤习居菌,其分类学地位近年通过TEF1-α基因测序被重新界定。病原体通过产生三种关键孢子实现侵染:镰刀状多隔大分生孢子(3-5个细胞)、卵圆形小分生孢子以及厚垣孢子——后者可在土壤中休眠长达20年。致病过程中,病原体分泌镰刀菌酸( fusaric acid )和果胶酶(PG1/PG2)破坏植物细胞壁,同时SIX效应蛋白家族通过水平转移的致病染色体抑制寄主免疫反应。

病害循环

典型侵染过程分为三个阶段:

  1. 休眠期:厚垣孢子受根系分泌物诱导萌发

  2. 寄生期:菌丝通过侧根伤口侵入皮层,最终堵塞导管

  3. 腐生期:在死亡组织中产生新孢子完成传播

    关键病理特征包括维管束褐变、叶片偏上性生长(epinasty)以及导管内侵填体(tyloses)的形成,这些症状主要由病原体分泌的 trichothecene 类毒素引发。

综合防治策略

化学防控:苯并咪唑类杀菌剂(如多菌灵Carbendazim)虽在印度等地仍在使用,但欧盟已因其内分泌干扰特性禁用。替代方案包括丙烯酸酯类(如嘧菌酯Azoxystrobin),其通过抑制线粒体电子传递链发挥作用。

生物防治:哈茨木霉(Trichoderma harzianum)通过竞争生态位和诱导系统抗性(ISR)实现85.77%的菌丝生长抑制率。堆肥中添加假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)可使发病率降低58%。

遗传改良:野生近缘种Solanum torvum作为砧木表现出显著抗性。CRISPR/Cas9技术已成功编辑茄子SmPG1基因,使多聚半乳糖醛酸酶活性下降从而增强抗性。

未来展望

整合QTL定位(FM1位点)与纳米技术(ZnO颗粒)的新型防控体系正在兴起。建立土壤微生物组调控技术,结合早春太阳能消毒(solarization),有望实现枯萎病的生态可持续治理。

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