《Physiological and Molecular Plant Pathology》:Identification of Oomycetes species in Apple Nurseries in Isparta Province, Turkey and Determination of Reactions of Some Apple Rootstocks to Aggressive Species
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土耳其是全球主要的苹果生产国之一,伊斯帕尔塔是该国苹果苗木培育的核心区域。然而,由土传卵菌引起的根部和冠部腐烂病害严重威胁着苗木健康与果园生产的可持续性。本研究旨在明确伊斯帕尔塔地区苹果苗圃中此类病害的病原种类,并评估常用苹果砧木对强致病性卵菌种的抗性水平。2
土耳其是全球主要的苹果生产国之一,伊斯帕尔塔是该国苹果苗木培育的核心区域。然而,由土传卵菌引起的根部和冠部腐烂病害严重威胁着苗木健康与果园生产的可持续性。本研究旨在明确伊斯帕尔塔地区苹果苗圃中此类病害的病原种类,并评估常用苹果砧木对强致病性卵菌种的抗性水平。2019年至2022年间,研究人员在伊斯帕尔塔的主要苹果苗木产区开展了田间调查,采集了表现出猝倒、根系变黑及茎基部溃疡等症状的苹果幼苗样本。通过形态学和分子生物学分析,鉴定出多个卵菌属,包括恶疫霉(Phytophthora cactorum)、辣腐霉(Phytopythium vexans)、海滨腐霉(Phytopythium litorale)、瓜果腐霉(Pythium aphanidermatum)以及终极腐霉(Globisporangium ultimum)。随后,研究人员利用上述分离到的恶疫霉和辣腐霉菌株,对MM.106、MM.111、M.9以及日内瓦系列(G.41、G.210、G.213)等苹果砧木进行了抗性反应测试。结果显示,日内瓦系列砧木,尤其是G.41,表现出最高的耐受性,优于Malling Merton系列砧木。据研究人员所知,这是土耳其首次针对恶疫霉和辣腐霉开展的砧木抗性评估研究,同时也是土耳其苹果种植区首次报道辣腐霉、瓜果腐霉、终极腐霉及中间腐霉(G. intermedium)。研究结果强调了采取综合病害管理策略的紧迫性,特别是利用抗病砧木以确保土耳其苹果苗木产业的可持续发展。
研究背景与意义
土耳其是全球领先的苹果生产国,其产量在2022年达到480万吨以上,约占全球总产量的5%。其中,伊斯帕尔塔省贡献了全国近25%的产量,是土耳其最重要的苹果苗木培育基地。然而,由卵菌(Oomycetes)引起的根腐病和冠腐病严重制约了该地区的苗木健康与果园可持续性。尽管已有关于恶疫霉(Phytophthora cactorum)等病原菌的研究,但对于土耳其当地苗木产区内卵菌种质的多样性及其对常用砧木的致病机理仍缺乏系统认知。此外,随着苹果种植集约化程度的提高,带菌种苗在移栽后因土壤环境变化导致病害爆发的风险日益增加。因此,明确病原种类并筛选抗病砧木是保障土耳其苹果产业可持续发展的关键。
关键技术方法
本研究采用了多学科交叉的技术手段。首先,研究人员于2019年至2022年间在伊斯帕尔塔省的12个苹果苗圃进行了大规模田间调查,采集了611份表现生长迟缓、萎黄及根系变黑的疑似病株及对应土壤样本。其次,利用形态学观察结合多位点系统发育分析(基于ITS、cox1及其他基因位点)对分离得到的病原菌进行了精确分类鉴定。为了验证病原菌的致病力,研究采用了茎部接种法对“金冠”(Golden Delicious)品种进行了致病性测定,并严格遵循柯赫氏法则(Koch's postulates)。最后,选取了土耳其广泛使用的MM.106、MM.111、M.9以及日内瓦系列的G.41、G.210、G.213共六种砧木,通过硬枝插条接种法评估了其对恶疫霉和辣腐霉的抗性反应。
研究结果
病原菌鉴定与分布
通过形态学与分子生物学手段,研究人员在样本中成功分离并鉴定出多种卵菌。除了已知的恶疫霉外,还发现了辣腐霉(Pp. vexans)、海滨腐霉(Pp. litorale)、瓜果腐霉(P. aphanidermatum)和终极腐霉(G. ultimum)。值得注意的是,这是土耳其苹果种植区首次记录到辣腐霉、瓜果腐霉、终极腐霉及中间腐霉(G. intermedium)的存在。这些病原菌广泛存在于苗圃土壤中,且常因初期症状隐蔽而未被察觉,直至移栽后引发严重后果。
砧木抗性反应评估
在控制条件下的抗性测试中,不同砧木对强致病菌株的反应存在显著差异。研究发现,MM.106、M.9和MM.111砧木对上述两种病原菌表现出高度敏感性,感染后出现了严重的组织损伤。相比之下,日内瓦系列砧木表现出更强的抵抗力,其中G.41不仅存活率最高,且受病原菌侵染后的病变程度最低,显示出优异的耐受性。这一发现为当地苗木生产选择抗病材料提供了直接依据。
讨论与结论
讨论部分指出,虽然恶疫霉在全球温带苹果产区广为人知,但辣腐霉等新兴病原菌在土耳其的出现值得警惕。由于卵菌具有土传性和潜伏侵染的特点,一旦定植于苗木根部,常规的化学防治往往难以奏效且成本高昂。因此,选用抗病砧木成为最经济有效的管理策略。
综上所述,本研究证实卵菌病原菌,特别是恶疫霉和辣腐霉,在伊斯帕尔塔苹果苗圃中广泛存在,并通过带病种苗传播构成了重大风险。抗性测试表明,MM.106、M.9和MM.111极易感病,而日内瓦系列砧木(特别是G.41)则表现出高水平的抗性。这些研究成果填补了土耳其在该领域的空白,并为制定基于抗病品种的病虫害综合治理策略提供了坚实的科学支撑。