火龍果潰瘍病研究進展

姚姿婷　賢小勇　李瑞芳等

關鍵詞 火龍果潰瘍病； 新暗色柱節孢；發病及危害；防控技術

中圖分類號： Ｓ４３２ 文獻標識碼： Ａ DOI：１０．１６６８８／ｊ.ｚｗｂｈ．２０２２２５３

火龍果也稱紅龍果、仙蜜果，屬于仙人掌科Ｃａｃ’tａｃｅａｅ量天尺屬Hylocereus或者Selenicereus，是近年興起的熱帶、亞熱帶水果。其果實中富含花色苷、植物白蛋白、維生素及膳食纖維等，具有較高的營養價值和經濟價值。當前，全球規模化生產火龍果的國家僅２０多個，主要是越南、中國、泰國、馬來西亞和菲律賓等亞洲國家。２０１８年，越南火龍果產量居世界首位，中國火龍果產量僅次于越南，種植面積５萬ｈｍ，產量１０２萬ｔ［１］。在中國，火龍果主要產于廣西、廣東、云南、貴州、海南、臺灣和福建７省（區）。目前主要種植的火龍果是紅皮紅肉火龍果Hylocereus Polyrhizus和紅皮白肉火龍果H.undatus，另外黃皮白肉火龍果H.megalanthus也有種植。火龍果已經成為我國一種重要的熱帶亞熱帶經濟作物。

隨著火龍果栽培面積的不斷擴大，各種病害也隨之發生。由新暗色柱節Neoscytulidium dimidiatum引起的潰瘍病發病面積大，嚴重時可造成果園絕收，成為火龍果生產上最嚴重的真菌病害。我國廣西、廣東、海南、貴州和臺灣等地均有火龍果潰瘍病的發生［２６］。國內主栽品種均可感染火龍果潰瘍病［４］。世界其他火龍果主要生產國也有該病高發的報道［７１１］。目前國內外學者主要對火龍果潰瘍病的病害癥狀、病原菌的形態特征和生物學特性、病原菌與火龍果的互作、流行規律以及防治措施等方面進行了研究，本文對其研究進展作一綜述。

１火龍果潰瘍病癥狀、發生及分布

１．１病害癥狀

新暗色柱節孢主要侵染火龍果肉質莖和果實。潰瘍病發病初期，火龍果幼嫩的莖上出現圓形凹陷的褪綠病斑，隨后病斑逐漸轉為橘黃色，接著在圓形斑中央出現紅褐色針狀點，逐漸擴大形成褐色突起斑。發病后期，空氣干燥時，病斑呈灰白色木栓化突起；濕度大時，莖部腐爛，干燥后形成圓形穿孔病斑。火龍果果實發生潰瘍病初期，果實表面及其鱗片均出現圓形凹陷的褪綠病斑，隨后病斑逐漸轉為橘黃色。天氣干旱時，隨著果實成熟，橘黃色病斑轉為突起的灰白色潰瘍斑，其上產生子實體。如遇雨水，病斑迅速蔓延至整個果實，且病斑上布滿黑褐色的子實體。

１．２病害發生和分布

火龍果主要種植在熱帶、亞熱帶暖濕區域，這些區域均有潰瘍病發生。２００８年，馬來西亞的所有火龍果種植園均出現潰瘍病，發病率２％～４２％，２００９年，在以色列中部地區發現火龍果潰瘍病，果實發病率達５０％，之后蔓延到以色列全境［８，１０］。２０１５年，潰瘍病成為美國佛羅里達州南部最主要的火龍果病害，且果實潰瘍病發病率高于莖潰瘍病發病率，最高達７０％［１２］。２０２０年，波多黎各報道火龍果潰瘍病發病率高達８０％［１１］。２０２１年，泰國南部也暴發了火龍果潰瘍病［７］。在我國，２０１２年，臺灣地區首次報道新暗色柱節孢導致火龍果莖潰瘍病，隨后在廣東、海南、廣西和貴州也陸續暴發了莖潰瘍病和果實潰瘍病［２６］。

２火龍果潰瘍病病原學研究

２．１病原菌的分子生物學鑒定

火龍果潰瘍病最初在中國、馬來西亞和美國等地出現，從這些國家的火龍果果園分離獲得的病原菌，經核糖體內轉錄間隔區（ｉｎｔｅｒｎａｌｔｒａｎｓｃｒｉｂｅｄｓｐａｃｅｒ，ＩＴＳ）序列比對，及／或構建系統發育樹，均確定為新暗色柱節孢［２３，１０，１２］，隸屬于葡萄座腔菌科Ｂｏｔｒｙｏｓｐｈａｅｒｉａｃｅａｅ。

隨著潰瘍病不斷出現，為了提高鑒定準確率，研究者們增加了鑒定分類的基因。如Ｈｏｎｇ等基于ＩＴＳ、beta-微管蛋白基因（β-Tub2）和翻譯延伸因子基因（TEF１-α）３段序列的比對結果，將佛羅里達州南部分離的潰瘍病病原菌鑒定為新暗色柱節孢［９］。Ｄｙ等基于ＩＴＳ、β-Tub2和核糖體大亞基基因（LSU）構建多基因系統發育樹，將泰國南部分離的潰瘍病病原菌菌株ＰＳＵ-ＳＣ０２也鑒定為新暗色柱節孢［７］。

２．２病原菌的形態特征

新暗色柱節孢在ＰＤＡ 培養基上生長迅速，２５℃培養３ｄ，菌落直徑可達９ｃｍ。其氣生菌絲為白色，長絨毛狀，菌絲有分支和隔膜，培養３～４ｄ后菌絲逐漸變黑。病原菌的孢子有３種類型：節孢子（ａｒｔｈｒｏｓｐｏｒｅ）、厚垣孢子（ｃｈｌａｍｙｄｏｓｐｏｒｅ）和分生孢子（ｃｏｎｉｄｉｏｓｐｏｒｅ），孢子均為單細胞。節孢子由菌絲脫節后形成，無色到淺褐色，形態多樣，有柱狀、球狀或腰鼓狀，有些節孢子相連成為節孢子鏈，節孢子大小為（２．１１～７．３７）μｍ×（５．２６～１２．６３）μｍ。

節孢子細胞壁加厚形成厚垣孢子，深褐色，近球狀。

新暗色柱節孢在寄主上產生子實體，單生，球形，產生的分生孢子無色透明，橢圓狀或長橢圓狀，大小為（５．５０～５．９１）μｍ×（１０．５０～１６．３１）μｍ［１３１６］。

２．３ 病原菌的生物學特性國內不同地區的新暗色柱節孢菌株的生物學特性有差異，可能與其適應所處的生存環境有關。為有效防治火龍果潰瘍病，需要充分了解新暗色柱節孢的生物學特性。溫度是影響菌絲生長和孢子萌發的重要條件，從緯度越低的地區分離到的新暗色柱節孢菌株的最適溫度越高。菌絲在５～４５℃內可生長，最適溫度為２８～３２℃［１３，１５，１７］。新暗色柱節孢的節孢子萌發時，多數在一端形成芽管，少數在中央形成芽管。孢子在１５～４０℃內可萌發，最適萌發溫度為３０～３５℃［１５，１８］。相對濕度越高，越有利于孢子萌發，相對濕度高于９８％，孢子萌發率可達１００％［１５］。

新暗色柱節孢的菌絲生長、產孢和孢子萌發也受環境ｐＨ 影響。廣東湛江分離菌株菌絲生長的ｐＨ 范圍為４～１０，最適合ｐＨ 為８；最適合產孢的ｐＨ 為７；孢子萌發的ｐＨ 范圍為４～９，最適合孢子萌發的ｐＨ 為７［１５］。廣東惠東分離菌株菌絲生長的最適ｐＨ 為４～６，海南瓊海分離菌株菌絲生長的最適ｐＨ 為５，可能與菌株適應這兩地的偏酸性土壤環境有關［１３，１９］。

培養基成分對新暗色柱節孢菌絲的生長也有影響。碳源以蔗糖和葡萄糖最適合其菌絲生長和產孢，含核糖和木糖的培養基最不適合其菌絲生長和產孢；氮源以酵母膏最利于菌絲生長，而菌株不能在以尿素為氮源的培養基上生長；菌株在以甘氨酸為氮源的培養基上產孢最多［１３，１５］。

光照對不同地區分離菌株的影響差異較大。光照可促進廣東湛江分離菌株菌絲的生長，但對其孢子萌發有一定的抑制作用，在２４ｈ黑暗條件下，該分離菌株的孢子萌發率最高［１５］。光照對貴州鎮寧分離菌株的菌絲生長有一定的抑制作用［１７］；但對廣東惠東分離菌株和海南瓊海分離菌株的菌絲生長沒有影響［１３，１９］。

不同地區分離菌株的致病力有差異。鄭運鋒對從廣東的廣州、湛江、惠東以及海南分離的４株菌株進行了致病力檢測，海南菌株的致病力最強，湛江菌株的致病力最弱［１９］。

２．４病原菌的基因組分析

目前已有２個新暗色柱節孢菌株完成了核基因組序列分析。首個新暗色柱節孢核基因組序列分析在２０１６年完成，測序菌株ＵＭ８８０來自馬來西亞，它的核基因組大小約為４２．６９ Ｍｂ，ＧＣ 含量為５４．３％，含１１０個ｓｃａｆｆｏｌｄｓ。序列分析結果顯示該菌株為ＭＡＴ１-１交配型，提示新暗色柱節孢為異宗配合型真菌［２０］。值得注意的是，Ｙｕ等比較了包括新暗色柱節孢在內的葡萄座腔菌科的１９個種的基因組，發現新暗色柱節孢ＵＭ８８０的協同轉運蛋白超家族（ｍａｊｏｒｆａｃｉｌｉｔａｔｏｒｓｕｐｅｒｆａｍｉｌｙ，ＭＦＳ）的基因數量最少，只有１６個［２０］。ＭＦＳ是目前已知最大的膜轉運蛋白超家族之一，在次級代謝產物轉運過程中起著重要作用，與真菌毒素的產生相關。葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea的ＭＦＳ的基因數量多達６２ 個［２１］。第２ 個完成測序的菌株為ＵＣＲ-Ｎｅｏ１，核基因組大小約為４２ Ｍｂ，含４７８ 個ｓｃａｆ-ｆｏｌｄｓ［２２］。Ｇａｒｃｉａ等也比較了包括新暗色柱節孢在內的葡萄座腔菌科１７個種的基因組，發現新暗色柱節孢ＵＣＲ-Ｎｅｏ１ 比其他種存在更多的ＧＨ７６ 和ＰＬ３蛋白。這些蛋白主要是甘露聚糖酶、α-葡萄糖苷酶和果膠酸裂解酶，它們可能與新暗色柱節孢可以特異侵染一些寄主的果實和軟組織有關［２２］。

２．５病原菌寄主互作的分子機制

目前，關于新暗色柱節孢火龍果互作的研究，Ｘｕ等［２３］通過轉錄組學方法對比了紅皮紅肉火龍果健康株和感染潰瘍病植株的基因表達譜差異，發現多數差異表達基因顯著富集到植物-病原菌互作和ＲＮＡ 轉運等通路上。其中，富集到植物-病原菌互作通路的差異表達基因主要編碼鈣離子依賴的蛋白激酶、環核苷酸門控通道蛋白、鈣調蛋白和ＷＲＫＹ家族轉錄因子等。此外還在紅皮紅肉火龍果中鑒定到２３３個富含亮氨酸重復序列（ｌｅｕｃｉｎｅ-ｒｉｃｈｒｅｐｅａｔ，ＬＲＲ）蛋白編碼基因以及４個病程相關蛋白（ｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ-ｒｅｌａｔｅｄｐｒｏｔｅｉｎ，ＰＲ）編碼基因的表達響應新暗色柱節孢的侵染。Ｘｕ等選了４個含最長編碼區的ＬＲＲ 基因進行了表達模式分析，發現這４ 個ＬＲＲ基因在紅肉火龍果中的表達水平在病原菌侵染后３～４ｄ達到峰值，而在白肉火龍果中的表達水平在病原菌侵染后４～６ｄ達到峰值，說明不同火龍果品種可能表現出不同的抗性［２４］。Ｘｕ等還選了３個ＰＲ基因進行表達模式分析，發現它們表達峰值出現的時間在被病原菌侵染的紅皮紅肉和紅皮白肉火龍果間有差異，其中ＨｐＰＲ１差異表達倍數最大，推測ＨｐＰＲ１是響應潰瘍病病原菌侵染的關鍵基因。通過酵母雙雜交試驗，進一步篩選到與ＨｐＰＲ１蛋白發生互作的蛋白，它們是仙人掌抑制類蛋白、仙人掌病毒Ｘ 分離物Ｒｅｐ／（ＴＧＢ１，ＴＧＢ２，ＴＧＢ３）／ＣＰ、甘露醇脫氫酶、半胱氨酸蛋白酶等［２５］。Ｐａｎ等通過蛋白組學方法對比了火龍果潰瘍病發生前后的蛋白譜差異，發現病原菌侵染后豐度增加的蛋白中，近一半定位在線粒體和葉綠體，推測線粒體和葉綠體受病原菌的影響最大。差異表達蛋白主要是與光合作用、植物激素活性、活性氧平衡和致病性防御反應相關的蛋白。其中，生長素和脫落酸的含量在病原菌侵染后顯著增加，活性氧平衡相關蛋白的含量發生顯著改變，均是與防御新暗色柱節孢侵染相關［２６］。

３病害流行規律

高溫多雨是適宜新暗色柱節孢生長繁殖的條件，此條件下潰瘍病發生最為嚴重。海南是經常發生高溫、高濕天氣及臺風的地區，全年均容易大面積暴發火龍果潰瘍病。在海南，害蟲全年活躍也是誘發火龍果潰瘍病的一個重要原因［６］。廣東、廣西和貴州全年都會發生潰瘍病，其中，廣東每年４月－１０月潰瘍病發生嚴重，廣西在７月－９ 月高溫高濕季節發生最嚴重，貴州每年６月－９月是高溫多雨季節，田間潰瘍病癥狀最為明顯［４５，２７２８］。廣西黏土易積水也是當地潰瘍病發生重的重要原因［５］。貴州多為山地，且很多果園靠近河區，果園濕度大，有利于當地潰瘍病暴發［４］。由于病原菌主要侵染幼嫩莖和幼果，在幼齡火龍果園，幼嫩莖抗逆性差，如若再遇上冷害造成傷口，極易被病原菌侵染導致發病［５］。

４病害防治措施

４．１選用優良抗病品種

選用優良抗病品種是防治火龍果潰瘍病的基礎。據報道，‘白玉龍’和‘湛江３號’對火龍果潰瘍病有抗病表現，其莖部可溶性糖、過氧化物酶與多酚的含量均與抗病等級呈正相關，而氣孔密度和丙二醛含量與抗病性呈負相關［２９］。盧芳在對國內２１份材料進行抗病性鑒定時發現，‘黑龍’表現抗病，‘紅水晶’‘華農２號’‘黑珍珠１號’‘黑珍珠２號’表現中抗。這些抗病品種莖部的過氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶與抗病等級呈正相關，氣孔密度與抗病性呈負相關［３０］。

４．２農業防治

定期對果園消毒。要定期使用殺菌劑噴淋土壤表面以殺死土壤中的病原菌。雨后容易滋生病害，更加要注意雨后及時對果園進行殺菌消毒。

合理修剪枝條。日常進行修剪以改善通風透光條件。病原菌主要侵染火龍果的幼嫩莖，因此需要定期修剪幼嫩莖和患病果莖。將剪下的帶病莖及時運到園外集中深埋或焚毀，防止病原菌的廣泛傳播。

合理施肥。及時滴灌水肥，增加磷鉀肥的比例，提高植株抗性，避免偏施氮肥。用宇花靈１ 號進行根淋，可促進植株生長發育，提高植株抗病抗蟲能力。在６月－１２月份的開花坐果期、成熟期用宇花靈１號進行根淋，提高坐果率，促進果實膨大，提高品質及產量［３１］。

避雨栽培。在園區增加避雨栽培設施，可有效控制病原菌傳播。

４．３化學防治

火龍果潰瘍病目前以化學防治手段為主。火龍果莖稈表面光滑且蠟質層厚，一般防治藥劑難以被植株吸收。具有內吸活性強、耐雨水沖刷的殺菌劑才能起到較好的防治效果。賢小勇等［３２］利用２５０ｇ／Ｌ吡唑醚菌酯乳油２５０．０ｍｇ／ｋｇ在田間施藥３次后，對莖潰瘍病和果實潰瘍病的防效分別超過８０．０％和８５．０％。林珊宇等［３３］田間試驗結果表明，４２．４％唑醚·氟酰胺懸浮劑對莖潰瘍病和果實潰瘍病的田間最高防效分別達８９．０７％和９２．７２％。藍國兵等［３４］報道，具有較強內吸活性的戊唑醇、異菌脲、氟硅唑、丙硫菌唑、丙環唑等殺菌劑，大田試驗的防效均達到７０％以上。對這些藥劑進行輪換用藥，可延緩病原菌產生抗藥性。

在火龍果潰瘍病高發區域，應以預防為主。韋潔玲等［３５］研究了２５％吡唑醚菌酯·毒氟磷懸浮劑對火龍果潰瘍病的田間防控效果，其預防性和治療性防效分別為７３％和５２％，預防效果優于治療效果。張耀良等［３６］發現，在火龍果栽培過程中，每１５ｄ噴施１５ｍｇ／Ｌ臭氧水１次，對潰瘍病的抑制效果較好，甚至優于常規化學防治。

４．４生物防治

張振華等［３７］篩選到兩株對火龍果潰瘍病的室內防效達到４８％和５０％的細菌菌株。皮氏類芽胞桿菌Paenibacillus peoriae及多黏類芽胞桿菌Paenibacillus Polymyxa對火龍果潰瘍病菌具有較好的拮抗效果，田間防效有待進一步確定［３８３９］。從番木瓜葉片中分離的羅氏青霉Penicillium rolfsii?菌株Ｙ１７能有效抑制新暗色柱節孢的生長，２５％的Ｙ１７發酵液對新暗色柱節孢的菌絲生長抑制率為７０．８７％［４０］。Ｒａｔａｎａｐｒｏｍ 等［４１］發現，枯草芽胞桿菌Bacillus subtilis 液體培養物離心后獲得的上清液可直接抑制新暗色柱節孢的生長，當將上清液稀釋１ 倍時，對新暗色柱節孢的菌絲生長抑制率仍達１００％。

４．５利用植物誘導抗性防治

利用植物抗病誘導劑調節植物的代謝，誘導植物啟動免疫系統，增強植物的廣譜抗病、抗逆能力。李界秋等［４２］發現５％氨基寡糖素水劑８３．３３ｍｇ／Ｌ和２％香菇多糖水劑３３．３３ｍｇ／Ｌ對火龍果潰瘍病的誘導抗性效果分別達到８９．８１％和８７．７９％，抗病效果高于使用對照殺菌劑２５０ｇ／Ｌ吡唑醚菌酯水乳劑。Ｒａｔａｎａｐｒｏｍ 等［４１］發現１％碳酸氫鈉對新暗色柱節孢的菌絲生長抑制率達１００％，而將５０％枯草芽胞桿菌培養上清液和１％碳酸氫鈉聯合使用，每周噴施１次，連續噴施４個月，對火龍果潰瘍病的室內防效達１００％。

５展望

目前，對火龍果潰瘍病的研究取得了一些成果，但仍有許多問題亟須解決。關于火龍果潰瘍病的抗病育種、病原菌致病機理和生物防治研究極少，尚無法應對火龍果生產上的問題。建議今后加強以下研究：１）開發抗病相關分子標記，用于抗潰瘍病分子育種。２０１９年，全國火龍果種質資源保存數量已達６００余份（中國熱帶作物種質資源信息網，ｈｔｔｐ：∥ｃｔｃｇｒｉｓ．ｃａｔａｓ．ｃｎ／ｃｏｎｔｅｎｔ-１４２．ｈｔｍｌ），但尚未全面開展火龍果潰瘍病抗性精準評價。可通過高通量、高精度的潰瘍病抗性鑒定，篩選出具有穩定抗病性的優異種質資源，從而挖掘抗病基因資源和開發抗病相關分子標記。２）開展新暗色柱節孢的遺傳多樣性和致病機理研究，挖掘重要致病相關基因和效應蛋白，深入認識病原菌的侵染特性，從而有針對性地、高效地解決病害防控的關鍵問題。３）開發針對性強、低成本、高藥效且對環境友好的火龍果潰瘍病防治藥劑或生防菌劑，以減少化學農藥的施用。