葡萄霜霉病的发病规律和防治研究进展.pdf

1 葡萄霜霉病的起源 葡萄霜霉病 Grapedownymildew 是由一种专性寄生 菌 鞭毛菌亚门的葡萄生单轴霉菌 Plasmopara viticola Berk etCurtis Berl etdeToni 通过葡萄自身的气孔进 行侵染引起 发生在葡萄上的一种常见病害 1 葡萄霜霉 病于1834年首次在北美洲被发现 2 1870年通过砧木传入 欧洲大陆 给欧洲葡萄产业造成巨大损失 并在1915年使 法国葡萄产量减少70 以上 3 1899年我国首次发现并记 录了霜霉病 4 此后 霜霉病几乎蔓延到了我国所有的葡 萄产区 2 葡萄霜霉病的症状 2 1 葡萄感染霜霉病后外部症状 霜霉病在多雨地区和潮湿季节危害葡萄十分严重 它会感染葡萄的任一绿色幼嫩组织 包括幼嫩的新梢 果 实和叶片 5 但以危害叶片较重 以叶片为例 在霜霉病发 生初期 叶片上出现无清晰界限的水渍状浅黄斑点 数日 后肉眼可见地变为淡绿色或黄褐色多角形病斑 之后叶 片背面着生白色霜状霉层 直至斑点变大变红成褐色 导 致叶片枯焦易脆早落 2 如果是新梢 卷须感病 患处会形 成半透明水斑 表面长出黄白色霉状物 病斑会沿着纵向 迅速扩散 逐渐变为褐色 新梢和叶柄上会有大的凹陷斑 点 在严重的情况下 新梢停止生长 进而扭曲或死亡 若 是幼嫩果粒感病 果粒和果柄表面着生白色霉菌 随着时 间的推移 幼果颜色变灰 形态皱缩直至掉粒 若是近成 熟的果粒被感染 则会发育受阻 病害处形成褐色病斑 果面硬化 遇雨水极易形成裂果 2 2 葡萄感染霜霉病后内部表现 研究发现 葡萄叶片感染霜霉病后其内部的超微结 构及抗氧化霉的活性有不同程度的改变 感染部位周围 的组织或细胞迅速坏死 邻近的气孔由坏死组织保护并 积累胼胝质 叶肉细胞发生质壁分离等 何涛等采用超高 效液相色谱 串联质谱 UPLC MS MS 方法分析葡萄感染 霜霉病后代谢物质的改变 初步确定葡萄霜霉主要通过 影响ABC转运蛋白 戊糖磷酸二苯乙烯类 姜辣素和二 芳基庚烷类生物合成 以及亮氨酸 缬氨酸 异亮氨酸的 生物合成 植物激素信号转导和氨酰tRNA生物合成途径 来影响葡萄叶片正常的生理活动 6 葡萄叶片接种霜霉病 菌后发现 在前5d内 过氧化氢酶 CAT 活性下降 但是 超氧化物歧化酶 SOD 和过氧化物酶 POD 活性会随着 时间的推移先上升后下降 7 许培磊等人对不同品种山葡 王璐璐 1 2 孙云开 1 徐旋 1 2 周洁 1 2 王清明 1 2 祝学珍 1 1 六安市农业科学研究院 安徽六安 237000 2 安徽省果树产业技术体系六安综合试验站 安徽六安 237000 摘 要 霜霉病 Downy mildew 是全世界范围内严重危害葡萄的病害之一 主要危害叶片 新梢 花穗 果实等幼嫩 部位和组织 极大地影响了葡萄的栽培和产量 因此总结葡萄霜霉病的发病机理和防治方法很有必要 该文结合前 人的研究 系统地介绍了葡萄霜霉病的起源 发生规律以及防治措施 有效地减少葡萄霜霉病的发生 为葡萄产业的 发展提供一定的参考和建议 关键词 发病机理 防治方法 葡萄霜霉病 中图分类号 S436 631 1 文献标识码 A 文章编号 2095 0896 2022 09 031 03 WANG Lu lu et al Lu an Academy of Agricultural Sciences Lu an Anhui 237000 Abstract Downy mildew is one of the most serious grape diseases in the world which greatly affects the cultivation and yield of grapes Therefore it is necessary to summarize the pathogenesis and control methods of grape downy mildew Based on previous studies this paper systematically introduced the origin occurrence rules and control measures of grape downy mildew effectively reduced the occurrence of grape downy mildew and provided some references and suggestions for the development of grape industry Key words Pathogenesis Control method Grape downy mildew R esearch Progress on Pathogenesis and Control of Grape Downy Mildew 葡萄霜霉病的发病规律和防治研究进展 园艺与种苗 Horticulture Seed2022 42 09 31 33 doi 10 16530 21 1574 s 2022 09 014 基金项目 安徽省果产业技术体系 皖农科函 2021 711 号 作者简介 王璐璐 1991 女 河南周口人 硕士 研究实习员 主要从事果树名 特 优 新品种引进及配套栽培技术研究 工作 收稿日期 2022 03 01 园艺与种苗 2022年 萄的研究表明 丙二醛 MDA 的含量呈现先上升后下降 的趋势 过氧化物酶 POD 多酚氧化酶 PPO 的活性上 升 过氧化氢酶 CAT 超氧化物歧化酶 SOD 等的活性 呈先下降后上升的趋势 谷胱甘肽还原酶 GR 的活性下 降 8 针对以上同一指标的不同变化 猜测可能是由于受 试品种抗性的差别所导致的 3 葡萄霜霉病的发生规律 葡萄霜霉病易在春夏交替和闷热潮湿季节暴发 主 要与气温 土壤湿度 空气湿度等有关 葡萄霜霉病发病 的主要病原是葡萄生单轴霉 葡萄生长末期 葡萄生单轴 霉在病变组织中形成卵孢子 然后在病原体组织或营养 丰富的土壤中越冬 为来年的侵染做好准备 9 卵孢子萌 发的最佳条件是相对湿度100 温度20 当环境温度 高于10 降雨量为2 3 mm时 卵孢子在潮湿的土壤或 水中萌发 形成孢子囊 10 孢子囊通过风 雨或其他介质传 播到葡萄健康的幼嫩组织中 孢子囊产生的游动孢子通 过气孔或皮孔进入葡萄幼嫩组织 初侵染的概率约为 50 11 成功侵染的病原菌产生菌丝体 在宿主葡萄组织 细胞之间传播 通过吸器进入宿主细胞 吸收营养 并在 一定潜伏期后形成病斑 在适宜的外部条件下 气孔处产 生孢囊梗和孢子囊 这些孢子囊在13 27 的条件下产 生并发育 然后在5 21 内迅速增殖产生游动孢子 游 动孢子通过传播介质再次侵染葡萄 只要环境条件合适 病原菌就会重复上述感染过程 导致葡萄霜霉病流行 葡 萄霜霉病的潜育期通常为7 10d 最长可达20d 11 12 4 霜霉病的诊断 在我国 果园病害的发展趋势传统上由人工识别和 诊断 比如依靠有经验的果农观察 但这种方式存在一定 的滞后性 在规模化的葡萄园中 没有种植经验的管理员 发现霜霉病时往往已经错过了最佳的防治时机 随着现 代智能检测和农业信息技术研究的不断深入 朱林等在 葡萄叶片病斑区域提取了基于灰度共生矩阵的4种纹理 特征和颜色特征 用人工神经网络进行分类 实现自动识 别葡萄叶片病害 13 刘洋等在其自建的6种葡萄病害数据 集上利用移动端设备部署MobileNet网络进行识别 获得 87 5 的平均识别准确率 14 何东健等通过一种改进残差 网络的田间葡萄霜霉病识别及病害程度分级模型 可以 实现不同环境条件下葡萄霜霉病病害程度的自动分级 15 葡萄病害分级 有利于果农精准施药 降低成本 减少环 境污染 提高防治效果 降低病害造成的经济损失 5 霜霉病的防治 5 1 葡萄霜霉病的预测预报模型 果园中葡萄霜霉病的出现和流行与湿度 温度和降 雨等气象因子有关 16 随着信息技术的发展与进步 病害 模型的开发成了人们关注的焦点 国外相继建立了葡萄 霜霉病的预警和管理模式 Rossi等人开发了一个初侵染 模型 以帮助田间管理人员估计葡萄霜霉病的发生时间 在意大利不同地区和加拿大东部地区 该模型的准确率 超过90 17 18 国内葡萄霜霉病的研究主要集中在病害发 生规律的预测上 王国珍等人建立了贺兰山东麓葡萄霜 霉病流行预测模型 预测准确率为79 46 7天病害指 数 19 徐丹丹等创建了葡萄霜霉病短期预测模型 可应用 于预测北京市延庆区不同葡萄品种的霜霉病发生和流行 规律 20 但是大多数的预测模型在建设之初只考虑气象因 子 忽视地区 品种感抗病 病原菌致病性和叶片表面湿 度等因素的差异性 后期使用时才发现预测模型的预测 结果与病害实际发生情况偏差较大的问题 21 5 2 农业防治 加强果园栽培管理 改善葡萄生长环境 果园建设时 应选择不积水的坡地 或者栽植前起高垄 对于黏重的土 壤要改良至壤土或沙壤土 多施有机肥 少施化肥 生长 季节避免土壤湿度过大 及时清理叶幕层 做到通风透光 透气 冬季及时清园 剥除植株上老皮层 将坏死枝条移 出果园 消除菌源 在有条件的地区尽量采取避雨栽培模 式以降低病害发生和扩展 但仍要注意园区小气候湿度 不超过95 5 3 化学防治 目前 我国大部分地区防治霜霉病仍以喷施化学药 剂为主 冬季修剪时 主干及时涂白 全园喷施3 5 Be 石硫合剂防病虫害越冬 待葡萄叶片充分展开后 采用 1 0 7 200的波尔多液喷施叶片预防霜霉病 2 霜霉病发 生后 可以使用以下化学杀菌剂 20 的双尿氰悬浮剂2 000 2 500倍液 40 烯酰吗啉悬浮剂1 600 2 000倍液 25 吡唑嘧菌酯水分散粒剂1000 1500倍液 68 7 易保 可湿性粉剂1 500倍液 58 瑞毒霉锰锌可湿性粉剂600 倍液 70 乙膦铝锰锌可湿性粉剂1500倍液 72 克露可 湿性粉剂800倍液 甲霜灵750倍液等 葡萄生长期使用 5 7次 安全间隔期7 14d 刘申喜等人对酿酒葡萄叶片 上的7个处理表明 将58 的瑞毒霉锰锌可湿性粉剂与 等量式波尔多液交替使用 是防治酿酒葡萄霜霉病的最 佳药剂 22 定期更换药剂 防止病菌随着时间的推移对同 一药物产生抗药性 5 4 生物防治 化学药剂容易引起病菌抗药性 农田生态环境污染 农药残留 果实品质下降及经济损失 目前葡萄霜霉病的 生物防治主要采用哈茨木霉菌等生物制剂 在发病前或 发病初期 哈茨木霉菌可在葡萄植株的周围形成 保护 罩 通过抢占植物根 叶片等部位的表面位点 防止病原 菌侵染植株 结果表明 200 250倍液的3亿CFU g哈茨 木霉菌可湿性粉剂对霜霉病有较好的防治效果 23 6 筛选具有抗性基因的种质资源 避雨棚的大力推广对防治葡萄霜霉病具有很好的效 果 但是存在光强减弱 通风不畅 夏季气温过高易发生 气灼 不利于人工管理等缺点 同时避雨棚提高了前期的 32 9期 成本投入 增加了农民负担 因此 筛选具有霜霉病抗性 基因的葡萄种质资源显得尤为重要 不同的葡萄品种对 霜霉病的抗病性不同 我国的葡萄属野生种如瘤枝葡萄 复叶葡萄 华东葡萄 山葡萄等品种或株系对霜霉病有很 高的抗性 24 而刺葡萄对霜霉病很敏感 25 欧亚种的葡萄 易感病 而美洲种和欧美杂交种则更具抗性 李东奎等人 26 在田间自然条件下研究了中国野生葡萄和欧洲品种以及 欧美杂交种霜霉病的发病规律 发现中国野生种 欧美杂 交子代对霜霉病的抗性普遍较欧洲品种高 MrRPV1 27 作 为第一个被克隆的葡萄抗霜霉病基因已经得到相关的研 究 由此可见 作为葡萄属植物的重要起源中心之一 我 国不仅拥有丰富的野生葡萄种质资源 而且为今后抗病 株系的选育 抗病亲本材料的获取 抗霜霉病的育种等方 面的工作抢夺了先机 7 展望 综上所述 霜霉病作为全世界葡萄产区的头号病害 导致葡萄叶片早期脱落 焦枯 树势变弱 产量降低 果实 品质变差 28 直接影响果品的销售价格和农民的可增加性 收入 给果农带来极大的损失 因此 深入系统地研究霜 霉病的起源 症状 发生规律及其诊断与防治方法 为葡 萄霜霉病的防控提供具体的参考建议 对葡萄产业的发展 具有重要意义 建议未来从以下几个方面对葡萄霜霉病进 行预防和研究 在多雨潮湿地区大力推广避雨棚 交 替使用安全类生物农药 避免植株产生抗药性 收集并 研究本土抗病种质资源 从基因组学方面研究抗霜霉病 的发病机理和基因 挖掘霜霉病抗性基因 采用分子辅 助育种技术培育霜霉病免疫及高抗品种 参考文献 1 李宝燕 于晓丽 石洁 等 葡萄霜霉病田间初始发生相关因素分析 J 中国农学通报 2019 35 9 28 33 2 颜金荣 于杰 葡萄霜霉病的发生规律及防治措施 J 北京农业 2015 23 66 67 3 GESSLER C PERTOT I PERAZZOLLI M Plasmopara viticola A reviewofknowledgeondownymildewofgrapevineandeffectivedisease management J PhytopathologiaMediterranea 2011 50 1 3 44 4 魏景超 植物真菌鉴定手册 M 上海 上海科学技术出版社 1979 5 张武 张永辉 陆晓英 等 云南葡萄产业发展现状及对策研究 J 中 国热带农业 2015 4 25 28 6 何涛 陈吉越 孙家秀 等 葡萄霜霉病对葡萄叶片代谢的影响 J OL 植物病理学报 1 12 7 林玲 卢江 黄羽 等 不同葡萄品种感染霜霉病菌后叶片中几种酶 活性的变化 J 南方农业学报 2014 45 2 222 225 8 许培磊 杨义明 秦红艳 等 不同品种山葡萄接种霜霉病菌后叶片 的超微结构与抗氧化酶活性变化 J 北方园艺 2018 17 45 54 9 BURRUANOS Thelife cycleof Plasmopara viticola causeofdowny mildewofvine J Mycologist 2000 14 4 179 182 10 ROSSI V CAFFI T Effect of water on germination of Plasmopara viticolaoospores J PlantPathology 2007 56 6 957 966 11 KENNELLY MM GADOURY DM WILCOX WF et al Primary infection lesionproductivity andsurvivalofsporangiainthegrapevine downy mildew pathogen Plasmopara viticola J Phytopathology 2007 97 4 512 522 12 ROSSI V CAFFI T The role of rain in dispersal of the primary inoculumof Plasmopara viticola J Phytopathology 2012 102 2 158 165 13 朱林 冯全 杨梅 等 基于图像处理的酿酒葡萄叶片病害分割与 诊断 J 中国农机化学报 2015 36 1 111 115 14 刘洋 冯全 王书志 基于轻量级CNN的植物病害识别方法及移 动端应用 J 农业工程学报 2019 35 17 194 204 15 何东健 王鹏 牛童 等 基于改进残差网络的田间葡萄霜霉病病 害程度分级模型 J 农业机械学报 2022 53 1 235 243 16 张玮 燕继晔 刘梅 等 葡萄霜霉病流行与预测研究进展 J 中国 果树 2020 3 11 15 17 BALDACCI E Epifitie di Plasmopara viticola 1941 46 nell Oltrep Paveseed adozione del calendario di incubazione come strumentodilotta J AttiIstBotUnivLabCrittogamPavia 1947 8 45 85 18 MADDEN LV Botanical epidemiology Some key advances and its continuingroleindiseasemanagement J EuropeanJournalofPlant Pathology 2006 115 1 3 23 19 王国珍 樊仲庆 麻冬梅 等 贺兰山东麓酿酒葡萄霜霉病流行规 律及测报技术 J 植物保护 2004 30 4 54 56 20 徐丹丹 韩亭宇 梁燕燕 等 北京市延庆区葡萄霜霉病流行规律 及预测模型的检验 J 中国农学通报 2017 33 13 133 140 21 HILL GK BRETH K SCHOLL H et al Examination of different methods for their reliability in predicting the date of Plasmopara primary infectioninRheinhessen J SpecialReport 1994 68 1 49 53 22 刘申喜 杨志刚 舒兴香 2020年东川酿酒葡萄霜霉病不同药剂 药效对比试验 J 农业科技通讯 2021 11 122 124 23 李华庆 高斌 白玉静 等 锦州地区葡萄霜霉病的发生规律与防 治措施 J 果农之友 2021 2 31 43 24 贺普超 王跃进 中国葡萄属野生种抗病性的研究 J 中国农业科 学 1991 24 3 50 56 25 段慧 黄乐 石雪晖 刺葡萄对霜霉病的抗性机理初探 J 中外葡 萄与葡萄酒 2013 3 11 14 26 李东奎 许一博 王跃进 葡萄种质资源抗霜霉病鉴定研究 J 中外 葡萄与葡萄酒 2021 6 13 20 27 尹玲 葡萄霜霉病抗性基因MrRPV1结构域及霜霉菌效应分子 功能研究 D 北京 中国农业大学 2015 28 袁洪丰 刘长江 葡萄霜霉病防治技术 J 河北果树 2016 5 49 责任编辑 成丽娜 王璐璐等 葡萄霜霉病的发病规律和防治研究进展 33