病原菌侵染對大豆生理代謝的影響及其防治策略

摘 要 大豆作為一種重要的糧食和油料作物，在全球范圍內廣泛種植。近年來，我國大豆種植面積不斷增加。然而，隨著種植規模的擴大，大豆病害問題日益凸顯，成為當前制約我國大豆產能提升的關鍵問題之一。為給大豆病害防治提供科學依據，進而提高大豆的產量和品質，綜述大豆病原菌的致病機理，分析病原菌侵染對大豆生理代謝產生的影響，并提出選擇抗病品種、輪作和間作、種子消毒、合理管理土壤等防治策略。

關鍵詞 大豆；病原菌；生理代謝；防治策略

中圖分類號：S565.1 文獻標志碼：C DOI：10.19415/j.cnki.1673-890x.2025.02.001

大豆[Glycine max（Linn.）Merr.]為一年生草本植物，是人類優質蛋白和油脂的重要來源，也是世界上最重要的豆類之一[1]。隨著全球人口的增長和生活水平的提高，人們對高品質大豆的需求日益增加，大豆對促進整個食品行業和畜牧業發展起到越來越重要的作用。大豆種植的歷史可以追溯到幾千年前，自古以來就是我國傳統的農作物之一。我國是世界上最大的大豆生產國和消費國之一，大豆生產在我國的農業生產中占有重要地位[2]。近年來，我國大豆種植規模不斷擴大，大豆產業發展穩步向好。然而，大豆種植過程中時常會受到各種病原菌的侵染，病原菌引起的疾病對大豆生理代謝產生了復雜的影響，導致大豆的產量和品質受到嚴重威脅。研究表明，病原菌侵染會導致大豆葉片光合作用減弱、呼吸作用增強、營養物質分配失衡等一系列生理變化[3]。例如，某些病原菌會通過產生毒素或激素類物質，干擾大豆的正常生長發育。此外，病原菌侵染會降低大豆的抗病能力，使其更易受到其他病原體的攻擊?，F階段，如何在大豆生產種植過程中科學有效地預防病原菌的侵染，保障大豆產量和品質已成為當務之急。因此，了解病原菌影響大豆生理代謝的機理，并基于此采取積極有效的防治措施，對提高大豆的產量和品質具有

重要意義。

1 大豆主要病害及致病機理

大豆病原菌是指引起大豆病害的微生物，包括真菌、細菌及病毒等[4]。不同類型的病原菌會引發不同的病害，造成大豆生長發育障礙和產量下降。

1.1 大豆霜霉病

大豆霜霉病是由東北霉菌[Peronospora man-schurica

（Naum.）Syd.]引起的一種真菌性病害，在濕潤環境下發生較為嚴重，主要為害大豆幼苗、葉片、莢及籽粒，導致植株出現腐爛、葉片枯黃及倒伏等癥狀。病原菌侵入大豆植株組織后，通過分泌酶和毒素破壞細胞結構，導致大豆細胞死亡。

1.2 大豆根腐病

大豆根腐病由大豆疫霉菌（Phytophthora sojae

Kaufmannamp;Gerdemann）、鐮刀菌（Fusarium spp.）、腐霉菌（Phythium spp.）及立枯絲核菌（Rhizoctonia solani Kuhn）等引起，主要為害大豆幼苗的根部，導致根系腐爛、萎縮及死亡。病原菌通過分泌毒素和酶類導致大豆植株根部組織壞死和細胞溶解，破壞大豆植株對水分和養分的正常吸收。

1.3 大豆灰霉病

大豆灰霉病由灰霉菌（Botrytis cinerea）引起，主要為害大豆的花和果實，導致花朵凋落和果實腐爛。病原菌通過分泌腐解酶和產生黏附物質，侵入大豆植物組織并利用其營養生長繁殖，破壞植物細胞壁，最終導致組織壞死。

1.4 大豆花葉病

大豆花葉病由大豆花葉病毒（Soybean Mosaic Virus，SMV）引起，主要為害大豆葉片，使其出現黃化、斑點、畸形等癥狀。病原病毒會侵入大豆植物細胞，并破壞植物體內生物合成機制，干擾大豆植株正常進行光合作用和養分運輸。

1.5 大豆銹病

大豆銹病由豆薯層銹菌（Phakopsora pachyrhizi Sydsow.）引起，主要為害大豆的葉片、葉柄及莖。病害從大豆植株下部葉片開始逐漸向上部蔓延，發病初期葉片上出現黃色小斑點，隨著病情發展，病斑稍擴大，受葉脈限制呈不規則形。

除了上述病害，大豆生產中還存在許多其他病害，如灰斑病、菌核病、莖枯病、細菌性斑點病、病毒病、褐斑病、白粉病及葉枯病等。根據發生特點，這些病害可以分為根部與莖基部病害（地下部病害）和莖、葉與莢部病害（地上部病害）。了解不同地區的大豆病害發生情況和病原菌種類，對制訂針對性的防控策略至關重要。

2 大豆感染病原菌的原因

大豆作為一種重要的農作物，其健康生長對保障農業生產至關重要。然而，大豆在生長過程中可能會感染各種病原菌，導致產量和品質下降。大豆感染病原菌的原因主要包括6點。1）土壤傳播。許多大豆病原菌如大豆霜霉病，主要通過土壤進行傳播。這些病原菌在土壤中以孢子的形式存在，當大豆根部與這些孢子接觸時，孢子會萌發并侵入植物組織，引起病害。2）氣候條件。濕潤和溫暖的氣候條件有利于病原菌的生長和傳播。例如，大豆疫霉病在高濕度和多雨的環境中更易發生，因為這些條件有利于病原菌孢子的生長和傳播。3）種子傳播。一些病原菌可以在種子上越冬，并通過帶菌種子傳播到下一代植物，如大豆細菌性斑點病就是通過患病種子進行傳播的。4）農業管理。不當的農業管理措施如連作、種植密度過高、不合理的灌溉和施肥等，都可能提高大豆病害的發生率。例如，連作會導致特定病原菌在土壤中積累；種植密度過高會導致田間空氣流通不暢，增加大豆病害的發生風險。5）病蟲害。部分病蟲害會傳播病原菌，如害蟲蛀食大豆葉片引起的傷口可以成為病原菌侵入的途徑。6）人為活動。種植戶使用帶菌的農具、機械，或者將帶有病原菌的土壤和植物病殘體轉移到其他健康區，這也是大豆感染病原菌的原因之一。

3 病原菌侵染對大豆生理代謝的影響

植物與病原菌之間的互作是一個復雜的過程。病原菌侵染大豆后，會對大豆生長造成多方面的影響，進而影響大豆的生理代謝，導致大豆產量和品質下降[5]。病原菌侵染對大豆生理代謝的影響主要有以下4個方面。

3.1 細胞膜通透性改變

細胞膜通透性的變化是大豆植物響應病原菌侵染的重要生理反應之一。被病原菌侵染時，大豆細胞膜的穩定性會受到影響，導致其通透性發生變化。這種變化通常表現為細胞膜對離子和其他分子的通透性增加。這可能是大豆細胞膜上特定通道的開放或膜脂的氧化造成的。1）當大豆受到病原菌侵染時，病原菌可能會產生一些酶類和毒素，這些物質能夠破壞大豆細胞膜的脂質雙層結構，從而增加細胞膜的通透性。例如，病原菌產生的脂多糖和酶類可以與大豆細胞膜上的受體結合，引起細胞膜結構改變和功能失調。2）當大豆受到病原菌侵染時，病原菌還可導致大豆細胞膜上離子通道的活性發生變化，包括離子通道的打開或關閉程度。這可能會導致離子大量進出，尤其是會加速鉀離子（K+）和鈣離子（Ca2+）的流失，影響細胞內外離子平衡，從而影響細胞的正常功能。

3.2 呼吸強度變化

大豆在遭受病原菌侵染時會出現一系列生理代謝反應，呼吸強度發生變化是其中之一。呼吸是植物生命活動中的重要過程之一，有助于維持能量代謝和生長發育。1）大豆感染病原菌后，其會通過調整呼吸作用以應對外界壓力。病原菌通過侵入植物的組織并引起病害，會引發一系列免疫防御反應。這一過程中，大豆會提高呼吸速率以產生更多的能量供應防御反應所需。同時，呼吸作用增強可以加速氧化代謝產物的排出，有助于清除病原菌產生的有害物質。2）在病原菌侵染的過程中，大豆的呼吸作用也可能受到抑制。這是因為病害引起的細胞損傷可能導致呼吸鏈受到抑制、酶活性降低，此時植物的呼吸速率會下降，進而導致能量供應不足，影響植物的生長和免疫反應。

3.3 光合作用異常

對于大豆而言，病原菌侵染可能會導致其光合作用異常，具體表現在4個方面。1）病原菌侵染可能會影響大豆葉綠體的功能。葉綠體是植物進行光合作用的主要場所，當葉綠體受損時，其對光能的捕獲和轉換效率會降低，導致大豆光合作用效率下降。這可能是由于病原菌產生的毒素或者宿主細胞的免疫反應對葉綠體結構造成了損傷。2）病原菌侵染可能會導致大豆葉片上的氣孔關閉，限制二氧化碳的進入和氧氣的釋放，從而直接影響光合作用的進行。氣孔關閉是植物對抗病原菌侵染的一種防御機制，但同時會影響植物正常進行光合作用。3）病原菌侵染可能會降低大豆葉片的光合色素含量，如葉綠素和類胡蘿卜素的含量。這些色素對大豆捕獲光能至關重要，其含量的減少會減弱大豆對光能的捕獲能力，進而影響光合效率。4）病原菌侵染還會導致大豆葉片的光合產物發生變化，如糖和淀粉的合成和積累。病原菌侵染可能會激活植物的防御機制，導致更多的能量被用于合成與免疫反應相關的化合物，而不是光合作用的正常產物。這種能量分配的改變會影響大豆的產量和品質。

3.4 氨基酸代謝

氨基酸代謝在大豆等植物的生長發育中扮演著至關重要的角色，尤其是在病原菌侵染等逆境條件下。當遭受到病原菌侵染時，大豆的氨基酸代謝會發生一系列變化，這些變化對植物的生理狀態和抗病能力有著巨大影響。1）病原菌侵染可能會導致大豆植株體內某些氨基酸的合成增加，特別是與植物免疫反應相關的氨基酸，如苯丙氨酸、脯氨酸及蛋氨酸。這些氨基酸不僅是合成蛋白質的基本組成部分，也是許多次生代謝物的前體，如酚類化合物和生物堿，它們在植物的免疫機制中發揮重要作用。2）病原菌侵染可能會影響大豆植株體內某些氨基酸的降解途徑。在正常情況下，氨基酸的降解是能量代謝的重要組成部分，但在病原菌侵染下，這一過程可能會受到抑制或改變，以保留更多的氨基酸用于抗病反應。3）病原菌侵染可能會改變大豆植株體內氨基酸的運輸和分配。大豆植物體內的氨基酸轉運蛋白負責將氨基酸從合成地點運輸到需要它們的地方。在病原菌侵染下，這些轉運蛋白的活性增強，以確保氨基酸能夠及時到達參與免疫反應的部位。

4 預防大豆病原菌侵染的有效策略

預防大豆病原菌侵染是保障大豆產量和品質的重要任務之一。對于日益嚴峻的大豆病害發生形勢，種植戶可采取以下有效措施預防大豆病原菌侵染。

4.1 選擇抗病品種

培育和引進具有優良抗病性能的大豆品種，可以減少病害的發生和傳播。在選擇抗病品種時，種植戶需要綜合考慮當地的病害類型和發生程度，了解各大豆品種攜帶的抗性基因類型，確保其適應當地的種植條件和農藝要求。選擇抗病品種，還可以降低農業生產對農藥的依賴性，減少病害發生風險。

4.2 輪作和間作

調整大豆種植區域和種植順序，可以打破病原菌的生命周期和傳播路徑，減少病害的發生。輪作可以使土壤中的病原菌得不到寄主，從而消滅或減少病菌在土壤中的數量，減小危害；間作可以利用其他作物對病原菌的拮抗作用，抑制病原菌的繁殖和傳播。同時，輪作和間作能改善土壤結構和養分供應，促進作物生長，提高農田生態系統的整體健康水平。

4.3 種子消毒

種子是病原菌傳播的一個重要途徑，對種子進行消毒和處理可以有效防止大豆病原菌侵染。種植戶可以用化學消毒劑或生物制劑對大豆種子進行消毒，以有效殺滅種子表面的病原菌。另外，可以利用種子處理劑進行預防性處理，提高大豆對病原菌的抵抗力。

4.4 合理管理土壤

保持適宜的土壤含水量和通風透氣性，避免土壤過濕或過干，有利于促進大豆的生長發育并增強其抵御病害的能力。另外，提高土壤肥力，增強土壤的養分供應和生物活性，有助于提升大豆抵御病害的能力。

4.5 病害監測和早期防治

種植戶需要定期進行病害監測，及時發現和識別大豆病原菌侵染的跡象。一旦發現病害，及時采取相應的防治措施，如施用農藥、調整灌溉量、改變施肥方式等，以減少病害影響。

5 結語

病原菌侵染對大豆生理代謝產生了顯著影響。病原菌通過抑制大豆的光合作用、呼吸代謝及營養物質運輸，導致大豆葉片出現黃化、片斑和根部腐爛等癥狀。為有效防止病原菌侵染，種植戶可采取選擇抗病品種、輪作和間作、種子消毒、合理管理土壤、做好病害監測和早期防治等措施，從而保障大豆的產量和品質，促進大豆產業可持續發展。

參考文獻：

[1] 肖紅艷，丁孝羊，韓德復，等.大豆花色基因研究進展[J].大豆科學，2023，42（4）：488-493.

[2] 全海恩，高維新.我國大豆國際貿易的現狀、問題及對策[J].天津商務職業學院學報，2020，8（5）：

12-17.

[3] 崔宇星，白瑩雪，王秋實，等.北京地區大豆葉斑病病原菌高粱附球菌的鑒定[J].大豆科學，2022，41（3）：

308-313.

[4] 陳雪，莫芹，陳一帆，等.大豆土傳病害生防菌及其應用研究進展[J].中國油料作物學報，2023，45（5）：

1082-1094.

[5] 楊軍，劉承武，李霞，等.豆科植物-微生物共生固氮研究進展[J].植物生理學報，2023，59（8）：

1407-1435.

（責任編輯：張春雨）