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https://doi.org/10.1186/s42483-022-00147-9

现代栽培草莓 (Fragaria × ananassa Duch) 是全球温带和亚热带地区广泛种植的蔷薇科浆果作物,经济价值高。自2013年以来,我国草莓种植面积和产量均居世界第一。据中国园艺学会草莓分会公布的数据显示,2020年中国大陆草莓种植面积268万亩,产量500万吨。但我国草莓单产不足美国、西班牙等国的50%,病害是影响草莓产量的一个重要因素。

炭疽菌属 (Colletotrichum) 真菌是地球上一类古老的真菌,与开花植物共同进化。在一种被子植物叶角质层上保存的原炭疽菌化石表明,自白垩纪晚期以来,炭疽菌属真菌已经形成了多样化侵染植物的策略。炭疽菌属真菌包括257种 (species),可侵染数千种植物,由其引起的炭疽病是草莓的重要病害。随着全球草莓种植面积增加和气候变暖,炭疽病对草莓产业的影响日趋严重。草莓炭疽病发病初期,病斑呈现水渍状,多是纺锤状或椭圆形,大小不一,随着病程发展,病斑变为黑褐色,边缘呈黄色或红棕色。当匍匐茎发病严重时,其上部叶片及匍匐茎会相继萎蔫枯死。当短缩茎被侵染时,初期局部呈现红褐色,随后短缩茎坏死,植株死亡。在高温多雨季节,由炭疽菌侵染引起的茎基腐 (Anthracnose crown rot, ACR) 爆发时可在一至两周内毁灭整个草莓苗圃。

由于草莓的广泛种植和多样的农业气候及地理条件,我国草莓炭疽病病原菌具有丰富的生物多样性,危害大。炭疽病防控的困难在于病原菌侵染草莓后可长期潜伏不显病症、直至植物因环境或营养等生长势减弱时再快速侵染发病;同时因寄主广泛、病原来源多,目前还没有对其长期有效的杀菌剂。草莓炭疽病已成为草莓有机生产难以实施、影响草莓产业安全和可持续发展的主要障碍。

Phytopathology Research 今日在线发表了上海农业科学院林木果树研究所题为“Colletotrichum species pathogenic to strawberry: discovery history, global diversity, prevalence in China, and the host range of top two species”的综述文章。为草莓炭疽病的准确诊断和检疫,农业生态系统中炭疽病的综合防控,以及炭疽病抗性资源创新,该论文对全球草莓炭疽菌的鉴定历史和多样性、我国草莓致病性炭疽菌群多样性和流行、以及草莓茎基腐ACR优势炭疽菌的寄主范围等方面进行了综述:(1) 自1931年首次报道至今,全球至少有属于5个复合种和2个单独种共23种炭疽菌被鉴定为草莓炭疽病病原菌;(2) 草莓炭疽病在全球6大洲36个草莓种植国家均有报道,在欧洲、西亚、非洲和大洋洲鉴定到的病原菌多为尖孢炭疽菌复合种 (C. acutatum sensu lato),在东亚和北美鉴定到的病原菌以胶孢炭疽菌复合种 (C. gloeosporioides s.l.) 为主, 其中荷花炭疽菌 (C. nymphaeae)、尖孢炭疽菌 (C. acutatum sensu stricto)、果生刺盘孢菌 (C. fructicola)、暹罗刺盘孢菌 (C. siamense) 和草莓炭疽病菌 (C. theobromicola) 是为害草莓的前5种病原菌 (图1);(3) 我国已报道11种草莓炭疽菌,其中暹罗刺盘孢菌和果生刺盘孢菌为优势菌种,以在北京、湖北和台湾的病原菌多样性最高;(4) 草莓茎基腐ACR优势炭疽菌为暹罗刺盘孢和果生刺盘孢,这两种病原菌也是全球分布最广泛的炭疽菌。暹罗刺盘孢寄主分布在111个属,包括1属裸子植物、10属基部被子植物、26属单子叶植物和74属双子叶植物,其中蔷薇目 (Rosales)、金虎尾目 (Malpighiales)、无患子目 (Sapindales) 和豆目 (Fabales) 植物最多。果生刺盘孢可侵染75属植物,以蔷薇目、无患子目、石竹目 (Caryophyllales) 植物最多,其中34属植物与暹罗刺盘孢寄主相同 (表1)。此外,论文还对我国草莓炭疽菌优势菌种的演变、全球变暖背景下草莓炭疽病防控面临的挑战进行了讨论和展望。


图1 草莓炭疽病菌在28个国家的分布

表1 已报道的暹罗刺盘孢 (C. siamense, Cs) 寄主和果生刺盘孢 (C. fructicola, Cf) 寄主(截至2022年7月8日)

上海市农业科学院与上海应用技术大学联合培养研究生纪颖为第一作者,上海市农业科学院林木果树研究所草莓团队段可研究员和高清华研究员为本文的共同通讯作者。本研究得到了上海市农业委员会农作物高效种养技术基础研究 (G2014070202)和种业发展 (Z20170201)、以及上海农科院基础研究 (JCYJ222201) 和乡村振兴 (XCZX202003) 项目的资助。

上海市农业科学院草莓育种栽培和绿色防控研究始于上世纪八十年代, 1992年首次在上海地区分离鉴定了草莓炭疽菌,1997年对早期品种“丽红”、“丰香”、“明宝”、“宝交早生”的炭疽病抗性进行了评价和比较,2007年育成对炭疽病抗性优良的“久香”草莓,目前在国内累计种植面积超过10万亩。上海市农业科学院林木果树研究所草莓团队致力于从种源、栽培、综合防控多方位推动草莓产业安全和可持续发展,主要开展草莓抗性与品质协调育种和应用研究,草莓炭疽菌种类鉴定和诊断技术,炭疽菌致病效应子鉴定和草莓应答炭疽菌侵染分子机制,草莓抗性和品质评价和利用,及草莓抗性和品质基因克隆和育种应用。

Cite this article:

Ji, Y., Li, X., Gao, QH. et al. Colletotrichum species pathogenic to strawberry: discovery history, global diversity, prevalence in China, and the host range of top two species. Phytopathol Res. 2022; 4: 42. https://doi.org/10.1186/s42483-022-00147-9

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https://doi.org/10.1186/s42483-022-00147-9

来源: 中国植物病理学会

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