5种蔷薇科果树对梨火疫病的抗性*

段红雁，李紫英，王 兰，李竞雄，陈 伟

（塔里木大学，南疆农业有害生物综合治理兵团重点实验室，农业农村部阿拉尔作物有害生物科学观测实验站，南疆特色果树高效优质栽培与深加工技术国家地方联合工程实验室，新疆阿拉尔 843300）

新疆独特的丰富光热资源使其特色林果产业迅速发展，截至2017 年，新疆林果总面积达到123.7万hm2，年产量748.0 万t，年产值457.0 亿元，林果业已成为农民脱贫致富的支柱产业[1]。但随着林果产业的快速发展和“一带一路”建设的深入推进，林果品种的引进和种苗等繁殖材料的调运频繁，水果贸易日益增加，梨火疫病等有害生物传播的风险性随着繁殖材料、水果入境数量的增加而提高，成为林果产业安全生产的重大隐患[2]。近年来，在苹果（Malus pumila）、海棠（Malus spectabilis）、新疆梨（Pyrus sinkiangensis）、杜梨（Pyrus betulaefolia）和山楂（Crataegus pinnatifida）上发现了一种新病害，引起花腐、枝干枯死，甚至整树死亡，极大影响了库尔勒香梨和苹果等产业发展，尤其是对南疆的库尔勒香梨产业造成了近乎毁灭性的打击[3]。经鉴定，该病害是为解淀粉欧文氏菌（Erwinia amylovora）引起的梨火疫病。该病害于1780 年首次在美国纽约州报道，然后传播到世界其他国家和地区。梨火疫病菌寄主范围广，可以危害40 余属的220 多种蔷薇科植物，其中最感病的是梨、苹果、山楂、海棠等果树，引起花序枯死、枯枝、果实腐烂和整株死亡[4]。目前，梨火疫病已对美国、加拿大和新西兰等多国的梨、苹果造成了毁灭性的打击，对林果产业产生了严重影响[5]。

2016 年5 月，梨火疫病在新疆伊犁州首次报道发生，2020 年被中国农业农村部列入《一类农作物病虫害名录》[6]，现已传至甘肃省的张掖和武威地区，对新疆乃至全国林果产生了巨大威胁[7]。围绕梨火疫病，国内外开展了大量研究，但该病害防治难度大，至今无特效药剂和防治方法，依然是梨、苹果产区关注的主要问题。目前仍以化学农药为主，虽然有一定防效，但易造成农药残留，危害人体健康，造成环境污染[7]。梨火疫病是梨和苹果及其他蔷薇科植物的一种毁灭性细菌病害[8]，利用抗病品种防治是最经济和最有效的方法，但国外资料表明，评估品种对梨火疫病的抗性是比较困难的，目前关于新疆特色果树库尔勒香梨、红富士苹果及其他蔷薇科植物对该病害的抗性报道很少。为明确新疆栽培的梨和苹果及其他蔷薇科果树对该病害的抗病性，保证新疆特色果树库尔勒香梨、红富士苹果等产业健康发展，本研究以苹果、库尔勒香梨、杜梨、海棠、山楂等5种蔷薇科果树为供试材料，测定其对梨火疫病菌的抗性表现，以期为该病害的预防和防控提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌株

梨火疫病菌Erwinia amylovora由塔里木大学绿色防控实验室提供。

1.2 试验材料

从健康红富士苹果（Malus pumila）树、八棱海棠（M.micromalus）树、库尔勒香梨（Pyrus sinkiangensis）树、杜梨（Pyrus betulaefolia）树、黄果山楂（Crataegus pinnatifida）树采集新梢，基部用浸水的无菌脱脂棉包裹，再用保鲜膜包扎保湿。5月采集各种果树相同大小的幼果，幼果采集时带果柄，不破坏表面蜡质层。采集材料尽快带回实验室，4 ℃冰箱保存备用[9]。

1.3 试验方法

1.3.1 病原菌活化，制备接种液

将供试菌株接种于营养琼脂培养基（NA）上，28.5 ℃培养36 h 活化。挑取单菌落于NA 培养液中，28.5 ℃、160 r/min 振荡培养12 h，将OD600值为1.2左右的菌液作为接种液。

1.3.2 离体枝条接种

枝条离体接种参考张乐等[10]和李颖章等[11]的方法并部分修改。枝条截成30 cm 左右的茎段，用75%酒精消毒后，插入装有无菌水的三角瓶中。用灭菌手术刀在枝条生长点切1 个约5 mm 长的伤口，取1小块（约2 cm×2 cm）灭菌的脱脂棉，蘸取2 mL的菌液后贴在伤口部位，再用保鲜膜包裹。每个品种接种16 根枝条，对照用无菌水代替菌液。接种后放置于温度28.5 ℃、空气相对湿度75%、光照12 h 的人工气候箱中培养。枝条接种3 d 后开始观察初始病斑出现的时间，接种7 d 后记录发病枝条数，测定病斑长度、病斑长度占接种枝条长度的比率及发病级别。根据统计结果，计算发病率和病情指数。

参考Paprstein 等[12]的方法并改进，制定梨火疫病病原菌接种离体枝条的病情分级标准：0 级，枝条无病斑；1 级，枝条病斑长度占接种枝条长度的1%～5%；3 级，枝条病斑长度占接种枝条长度的6%～15%；5 级，枝条病斑长度占接种枝条长度的16%～30%；7 级，枝条病斑长度占接种枝条长度的31%～50%；9 级，枝条病斑长度占接种枝条长度的50%以上。依据离体枝条接种后相同时间的病情指数划分病原菌的致病力。

1.3.3 幼果接种

幼果先用75%乙醇浸泡10 min，待乙醇挥发后，用灭菌的解剖刀横切为二（果实较小的可不切），用灭菌竹签蘸取菌落点接在果肉上，根据幼果的大小每个切面上选取4 个接种点，以接种无菌水为对照[13]。每个品种接种3 个果实，接种后的果实放入灭菌的培养皿中，培养皿置于铺吸水纸保湿的盘中，覆盖保鲜膜，置于温度28.5 ℃、空气相对湿度75%的人工气候箱中黑暗培养。幼果接种后连续7 d 观察发病情况，记载初始菌脓出现的时间、菌脓面积占幼果面积的比值，计算发病率、病情指数，分析菌株致病力。

1.3.4 抗性表现与症状

参考张乐等[10]的枝条抗性划分方法，将枝条变褐发黑，叶片几乎全部焦枯、大部分脱落，果实接种点产生明显菌溢、发生腐烂，初步定为低抗类型。果实接种点无细菌菌溢形成，不发生腐烂或仅在接种点发生褐变的初步定为中抗类型。枝条接种点无明显变褐色，叶片枝条仅干枯且保持绿色初步定为高抗类型。综合枝条及果实的抗性表现类型，可判断5种蔷薇科植物不同种的抗病性强弱。

2 结果与分析

2.1 5种蔷薇科果树离体枝条接种梨火疫病菌后的抗性表现

5种蔷薇科果树离体枝条接种后表现症状的时间和发病轻重不同。库尔勒香梨、杜梨接种3 d 后即可观察到枝条和叶片轻微发黑；接种5 d 后，枝条开始变黑坏死，叶片焦枯、落叶，接种口附近有溃疡斑产生；接种7 d 后，枝条变褐发黑，叶片几乎全部焦枯、大部分叶片脱落。红富士苹果和黄果山楂接种4 d 后开始发病，时间相对较晚，症状较轻；八棱海棠接种后一直未表现发病症状。

接种梨火疫病病菌7 d 后，发病率最高的是库尔勒香梨、杜梨和红富士苹果，均为100%，其次是黄果山楂，为93.75%，八棱海棠枝条没有发病。病情指数由大到小依次是库尔勒香梨＞杜梨＞红富士苹果＞黄果山楂＞八棱海棠。参考张乐等[10]的枝条抗性划分方法结合病情指数，可将库尔勒香梨和杜梨划分为低抗品种，红富士苹果和黄果山楂为中抗品种，八棱海棠为高抗品种（表1）。

表1 5种蔷薇科果树枝条接种梨火疫病菌后的发病情况及抗性评价

2.2 5种蔷薇科果树果实接种梨火疫病菌后的抗性表现

幼果接种梨火疫病菌48 h 后，感病品种果实即在接种点及其周围出现乳白色、有光泽的菌脓，整个果面开始变黑、腐烂。对照接种点及周边未见菌脓，果实剖面大多较干燥。

由表2 可知，5种蔷薇科植物幼果对梨火疫病抗性表现不同。库尔勒香梨和杜梨的抗病性最弱，发病率为100.0%，幼果接种后第2 d 即在果肉上产生大量菌脓，且菌脓面积占幼果表面积的2/3 以上，为低抗品种；其次是红富士苹果和黄果山楂，发病率分别为90.0%、76.7%，幼果接种4 d 后在果肉上产生中量菌脓，菌脓面积占幼果表面积的1/3～2/3，为中抗品种；八棱海棠的抗病能力最强，发病率为60.0%，幼果接种5 d 后在果肉上产生少量菌脓，菌脓面积占幼果表面积的1/3 以下，为高抗品种。

表2 5种蔷薇科果树果实接种梨火疫病菌后的发病情况及抗性评价

3 讨论

库尔勒香梨为中国国家地理标志产品，已成为南疆经济发展的重要支柱产业，但近年来由于一些新病害的发生，严重抑制了该产业的发展，该病害的防控已成为关注的焦点。刘华威等[14]采用幼果人工接种鉴定技术，对保存的54 份梨种质资源进行梨火疫病抗性评价，表明中国梨种质中可能存在较丰富的抗梨火疫病资源。柴菊华[15]对11种苹果砧木和3种梨砧木进行了抗性试验，筛选出了高抗、高感和感病品种。李洪涛等[9]选取国外3 个菌株对国内梨品种（种质）进行了抗病性评价，结果表明库尔勒香梨为高感品种，杜梨为感病品种。本研究采用离体枝条接种法和果实针刺法鉴定了5种蔷薇科果树对Erwinia amylovora菌株的抗病性，抗性由大到小依次为八棱海棠＞黄果山楂＞红富士苹果＞杜梨＞库尔勒香梨，鉴定结果与前人一致，如何利用抗病资源和分子育种手段提高库尔勒香梨抗性，保证库尔勒香梨产业健康发展是未来研究方向。

幼果对Erwinia amylovora菌株最为敏感，幼果接种是鉴定E.amylovora致病性的常用方法。5种蔷薇科植物幼果对E.amylovora菌株均有抗病性，其中杜梨、库尔勒香梨幼果的抗病性最差，幼果接种2～3 d 后即可在果肉上产生大量菌脓，菌脓面积占幼果表面积的2/3 以上。这一结果与李洪涛等[9]、胡白石[8]研究的结果一致。其次是红富士苹果和黄果山楂，幼果接种4～5 d 后在果肉上产生中量菌脓，菌脓面积占幼果表面积的1/3～2/3。八棱海棠的幼果抗病性相对较强，幼果接种4～6 d 后果肉上产生少量菌脓，菌脓面积占幼果表面积的1/3 以下。

4 结论

结果表明，5种蔷薇科果树在枝条和果实的抗性表现一致，最好的是海棠，为高抗品种；其次为山楂和苹果，为中抗品种；最差的是杜梨和库尔勒香梨，为低抗品种。不同种蔷薇科植物在离体枝条与幼果上对E.amylovora菌株的抗病性鉴定，对今后深入揭示蔷薇科植物抗病分子机制有重要意义。