西瓜、甜瓜瓜亡革菌枯萎病及其致病性

耿麗華 史越 宮國義 宋順華

摘? ? 要：針對以南瓜為嫁接砧木的一種西瓜、甜瓜枯萎病，采用形態學和分子生物學方法鑒定了病原菌，并開展該病原菌的致病性試驗，為該病害的有效防控提供依據。結果表明，該枯萎病病原菌為瓜亡革菌Thanatephorus cucumeris （Frank） Donk。人工接種該病原菌后，供試的13個蔬菜種類（西瓜、南瓜、西葫蘆、甜瓜、黃瓜、茄子、番茄、辣椒、蘿卜、甘藍、油菜、花椰菜和白菜）共計31個品種都能感病，品種的平均發病率為24.4%～100.0%。其中，供試的南瓜和西葫蘆對病原菌最為敏感，供試品種發病率均為100%，辣椒較為抗病，供試的2個品種平均發病率為29.5%。研究確定了引起以南瓜為嫁接砧木的西瓜、甜瓜枯萎的病原菌為瓜亡革菌，參加試驗的13個蔬菜種類普遍感病。不同種類蔬菜之間以及同一種蔬菜的不同品種之間存在抗感差異。

關鍵詞：西瓜、甜瓜；枯萎病；病原菌；瓜亡革菌；致病性

中圖分類號：S432.4+4 ? ? 文獻標識碼：A 文章編號：1673-2871（2023）09-016-06

Identification of watermelon and melon wilt disease caused by Thanatephorus cucumeris and its pathogenicity to vegetables

GENG Lihua， SHI Yue， GONG Guoyi， SONG Shunhua

（Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops of North China Area， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Key Laboratory of Urban Agriculture（North）， Ministry of Agriculture and Rural Affairs/Vegetable Research Institute， Beijing Academy of Agricultural and Forestry Sciences， Beijing 100097， China）

Abstract： The pathogen of wilt disease in watermelon and melon grafting pumpkin stocks was identified according to the morphological and molecular characteristics， and its pathogenicity to vegetables was tested ， aiming to control the disease effectively. The results showed that the pathogen is Thanatephorus cucumeris （Frank）Donk. by inoculating this pathogen on various vegetables， the pathogenic range test showed that a total of 31 vegetables varieties （13 species：watermelon， pumpkin， squash， melon， cucumber， eggplant， tomato， hot pepper， radish， cabbage， rape， cauliflower and Chinese cabbage） were susceptible? to the pathogen， incidence rate of varieties was between 24.4%-100.0%， among which pumpkin and zucchini plants were the most susceptible， the incidence rate of the tested varieties was 100.0%. Pepper plants were less susceptible to the pathogen， the average incidence rate of the 2 tested varieties was 29.5%. In conclusion， Thanatephorus cucumeris was identified as pathogen of watermelon and melon wilt grafting pumpkin stocks in this study. The 13 vegetable species in this experiment were generally susceptible. There were differences in disease resistance among different vegetable species and different varieties of the same vegetable.

Key words： Watermelon and Melon; Wilt disease; Pathogen; Thanatephorus cucumeris; Pathogenicity

西瓜、甜瓜是夏季的主要水果，我國是全球西瓜、甜瓜最大的生產和消費國，隨著產業的規模化和設施化，西瓜、甜瓜種植的連作障礙問題日趨嚴重，土傳病害是其中的主要問題之一。

由土壤習居菌引起的西瓜、甜瓜根部病害在世界范圍內普遍發生，導致幼苗猝倒、根部腐爛和植株萎蔫。據報道，國內能引起西瓜、甜瓜幼苗根腐、成株枯萎的病原菌有10多個屬[1]，常見的有腐霉菌（Pythium spp.）、疫霉菌（Phytophthora spp.）、枝頂孢菌（Acremonium cucurbitacearum）和尖孢鐮刀菌（Fusarium oxysporum）等[2-4]，國外也報道了很多病原真菌可導致瓜類根腐和枯萎病害，其優勢致病菌為絲核菌（Rhizoctonia spp.）、鐮刀菌（Fusarium spp.）、管釋單孢囊菌（Monosporascus cannonballus）、枝頂孢菌（Acremonium cucurbitacearum）、煙草苷菌（Plectosporium tabacinum）及根盤菌（Rhizopycnis vagum）等[5-8]。除此之外，與西瓜、甜瓜根腐和萎蔫病害相關的病原菌還有馬鈴薯殼孢屬菌（Pyrenochaeta lycopersici）、菜豆殼球孢菌（Macrophomina phaseolina）和大麗輪枝菌（Verticillium dahliae）[5， 9]。

引起瓜類枯萎病的病原菌較多，其中以尖孢鐮刀菌最為突出，曾在我國西瓜生產中的發生面積約占總栽培面積的42%[10]，是一種世界性的毀滅性土傳病害，成為導致全球西瓜產量和品質降低的嚴重障礙之一[11]。嫁接栽培可有效地防治尖孢鐮刀菌引起的瓜類枯萎病。日本早在20世紀80年代即選育出抗尖孢鐮刀菌南瓜?；虵. oxysporum f. sp. lagenariae的南瓜品種Renshi，作為砧木并廣泛應用[12]，我國在80年代末應用嫁接技術防治西瓜枯萎病，在生產中也得到了廣泛應用，南瓜是最常用的砧木之一[10]。采用南瓜嫁接栽培是防控西瓜、甜瓜枯萎病十分有效的措施之一。

近幾年來，筆者在工作中時常遇到西瓜、甜瓜種植者反映，采用南瓜砧木嫁接的西瓜、甜瓜發生枯萎病，并對南瓜砧木的抗病性產生疑問。發生該病的西瓜、甜瓜往往苗期生長正常，而在初果期或果實膨大期植株發生枯萎，雖然在生產上沒有普遍發生，但是發生嚴重的棚室發病率可達100%，植株在果實尚未成熟之前發生枯萎，造成絕收。為了弄清楚病害發生的原因，筆者采集了典型的發病植株，進行病原分離和鑒定，以便為今后生產上預防和控制該病害提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料

具有典型發病癥狀的西瓜和甜瓜植株于2019年5月采自大興春茬西瓜、甜瓜種植大棚。

試驗選用京研益農（北京）種業科技有限公司提供的13個蔬菜種類，共計31個品種進行致病性測定，品種名稱見表1。

真菌基因組DNA快速抽提試劑盒，購買于北京新時代眾合科技有限公司；其他無機試劑均為國產分析純試劑。

馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基（PDA）：馬鈴薯200 g、瓊脂17 g、葡萄糖20 g、蒸餾水1000 mL，于120 ℃高壓滅菌20 min。

1.2 方法

1.2.1 病原菌的分離純化 從典型發病植株根莖的病健交接處切取小塊組織，放到75%乙醇中浸泡2 s，使用滅菌水清洗3次，然后用滅菌濾紙吸干水分，置于PDA平板培養基上，在25 ℃恒溫條件下暗培養，長出菌絲后，進行分離和純化。

1.2.2 分離物致病性測定 分離物的培養：將分離物接種到PDA平板培養基上，在25 ℃條件下暗培養5 d，用打孔器從菌落邊緣打取直徑為7 mm的菌絲塊供試驗使用。

接種方法：試驗在北京市農林科學院蔬菜研究所的抗病溫室中進行。取直徑為90 mm的小育苗盒，在最底層鋪1/3育苗盒高度的滅菌培養基質，第2層放置5個病原菌菌絲塊，第3層覆蓋1/3育苗盒高度的滅菌培養基質，第4層播4粒西瓜（京穎）或甜瓜（京玉5號）種子，第5層覆蓋1/3育苗盒高度的滅菌培養基質，以接種5個直徑為7 mm的空白PDA培養基塊作為對照（CK），每處理3個育苗盒。每天檢查出苗及幼苗發病情況，直到播種后15 d。以地上部出現萎蔫、幼苗死亡、莖基部出現褐變開裂或根系變色為發病標準。

1.2.3 病原菌的鑒定 形態學鑒定：將病原菌接種在PDA培養基上，25 ℃恒溫暗培養，觀察菌落形態特征。根據相關資料進行菌種的鑒定[13]，確定病原物種類。

分子生物學鑒定：將病原菌接種在PDA培養基上，25 ℃恒溫暗培養5 d，收集菌絲體，加液氮研磨成粉末，用真菌試劑盒提取其DNA；用真菌通用引物ITS1/ITS4進行該病原菌rDNA核糖體內轉錄間隔區的PCR擴增，擴增片段由北京新時代眾合科技有限公司進行測序，將得到的序列在NCBI中檢索，下載同源序列，使用MEGA7軟件用鄰接法構建系統發育樹，用自舉法對發育樹進行1000次重復檢驗。

1.2.4 病原菌的致病范圍測定 供試品種見表1。

病原菌的培養和接種方法同1.2.2。葫蘆科和茄科蔬菜每育苗盒播種4粒種子，十字花科蔬菜每育苗盒播種6粒種子，每處理3個育苗盒，重復3次，隨機區組設計。每天檢查出苗及幼苗發病情況，觀察至播種后15 d時，將未病死的幼苗小心拔出，沖洗干凈，檢查根部的發病情況，計算幼苗的發病率，幼苗的發病率/%=發病幼苗數量/幼苗總數量×100。所有供試品種的發病率取播種后15 d的平均觀察值。

2 結果與分析

2.1 癥狀觀察

甜瓜植株的發病癥狀為莖基部產生黃褐色水漬狀凹陷斑，后期顏色變深（圖1-A），有的擴展至環莖一周，呈蜂腰狀縊縮（圖1-B），拔出病株可見病原菌主要侵染根尖及根莖部的皮層（圖1-C）；發病嚴重的全株枯萎（圖1-D）。西瓜植株的發病癥狀與甜瓜類似。

2.2 分離物致病性測定

通過病原菌分離培養，從甜瓜根部與莖基部獲得分離物JLFT1-150428-1，從西瓜根部與莖基部獲得分離物JLFX-150428-2，對2個分離物分別進行致病性試驗，均能使寄主發病，且癥狀與田間發病癥狀相同，對照處理的幼苗生長正常，沒有出現任何發病癥狀（圖2）。分別從接種發病的寄主上分離病原菌，獲得的分離物分別與JLFT1-150428-1和JLFX-150428-2形態相同，表明JLFT1-150428-1和JLFX-150428-2均為病原菌。

2.3 病原菌鑒定

2.3.1 形態學特征 在25 ℃黑暗條件下培養，2個病原菌在PDA培養基上的菌落形態相同，初期無色至乳白色，呈放射狀擴展（圖3-A～B），隨著培養時間的增加，菌落顏色逐漸變深至淺黃，老熟菌絲黃褐色，后期可形成菌核（圖3-C）；顯微鏡觀察結果表明，其菌絲分枝與主枝近于直角，且在分枝基部有明顯縊縮，在分枝不遠處有一個隔膜，與主枝分隔開（圖3-D）。

2.3.2 分子生物學鑒定 分別提取2個病原菌菌株的DNA，對rDNA-ITS序列進行PCR擴增，獲得大小分別為642和650 bp的2個片段。將這2個片段的序列分別提交至NCBI，進行同源序列檢索，結果都與JF699278（Thanatephorus cucumeris）的序列同源性最高，均為100%。

基于2個病原菌菌株JLFT1-150428-1和JLFX-150428-2的rDNA-ITS序列與NCBI中的相關序列構建系統發育樹（圖4），這2個病原菌均與JF699278聚在一起，因此，這2個病原菌相同，為瓜亡革菌Thanatephorus cucumeris （Frank） Donk。

綜合形態學特征和分子生物學鑒定結果，表明引起該病害的病原菌有性態為Thanatephorus cucumeris （Frank） Donk，屬于擔子菌亞門瓜亡革菌屬瓜亡革菌；無性態為半知菌亞門絲核菌屬立枯絲核菌（Rhizoctonia solani Kühn）。

2.4 病原菌致病性測定

病原菌致病性試驗結果表明，該病原菌可侵染供試的13個種類共計31個蔬菜品種（表2）。人工接種后，供試的蔬菜品種全部感染病原菌，31個品種的平均發病率為24.4%～100.0%。其中，南瓜和西葫蘆對病原菌最敏感，供試品種的發病率均為100.0%；辣椒較為抗病，供試的2個品種發病率分別為24.4%和34.5%；供試的3個黃瓜品種的發病率為44.4%～94.4%；供試的3個蘿卜品種的發病率為33.4%～71.8%；供試的3個白菜品種的發病率為50.0%～97.1%。由此可見，同種作物的不同供試品種之間發病率不盡相同，甚至存在較大差異。

3 討論與結論

通過病原菌的形態學特征觀察，結合分子生物學鑒定，筆者的研究結果表明，近年來在南瓜砧木嫁接的西瓜、甜瓜上所發生的一種枯萎病，其病原菌為瓜亡革菌。瓜亡革菌侵染西瓜、甜瓜的根尖及根莖部的皮層，造成根腐，進而使植株萎蔫。目前已知有10余個病原菌能引起西瓜、甜瓜成株枯萎，最常見的是尖孢鐮刀菌[10]。而筆者研究的南瓜砧木嫁接的西瓜、甜瓜上發生的枯萎病，并非由最常見的尖孢鐮刀菌侵染引起。單憑田間癥狀難以準確識別病原菌的種類，而對不同種類病原菌所引起的病害，往往在防控方法上有著很大差異，因此，準確鑒定病原菌種類是有效控制病害的前提。

瓜亡革菌屬于擔子菌亞門瓜亡革菌屬，其無性態為半知菌亞門絲核菌屬立枯絲核菌。瓜亡革菌是一種非常復雜的土壤習居菌，根據菌絲的融合情況可劃分為14個融合群[14]，大多數類群為植物病原真菌，多引起植物的莖部病害。該菌的寄主范圍非常廣泛，包括260多種植物，它可以侵染水稻、玉米、大豆、馬鈴薯等農作物和幾乎所有的蔬菜作物，引起多種作物的立枯病[15-17]。瓜亡革菌引起水稻紋枯病，為水稻上的三大病害之一，嚴重影響了水稻的產量和質量[18]；侵染煙草葉片引起的煙草靶斑病，田間損失可達50%[19-21]。

立枯絲核菌導致的西瓜、甜瓜苗期病害，即西瓜、甜瓜立枯病在生產中比較常見，但是瓜亡革菌（立枯絲核菌）導致西瓜、甜瓜成株期病害的研究比較少見。筆者的試驗結果表明，瓜亡革菌可侵染供試的所有蔬菜品種，但是對于不同種類的蔬菜作物致病力是有差異的，比如在同等的高接種壓力下，辣椒的發病率明顯低于其他作物，據此推測，采用辣椒與瓜類輪作會有助于減輕該病害的發生。

在供試的不同種類蔬菜作物中，不同品種對于該病原菌存在抗感差異，因此，針對該病害，有望篩選培育出抗病性較強的品種，來降低在生產上的危害程度，提高蔬菜產量和品質。

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