我国瓜类细菌性果斑病研究新进展

摘要：瓜类细菌性果斑病（Bacterial fruit blotch of melons，BFB）是由西瓜噬酸菌（Acidovoraxcitrulli）引起的严重危害西瓜、甜瓜等葫芦科作物的检疫性种传病害。目前，尚未发现免疫或高抗的西瓜、甜瓜商用品种，也缺乏针对性防治药剂，如何高效防治该病害是亟需攻克的生产难题。为了实现瓜类细菌性果斑病的高效防治，科研工作者对果斑病展开了一系列研究并取得较大进展。笔者主要就近5年我国对瓜类细菌性果斑病在病原鉴定、检测方法、致病机制及防治技术等方面的研究进展进行综述，以便于研究者全面了解果斑病的研究现状，并为今后果斑病的研究和防治提供参考。

关键词：瓜类细菌性果斑病;致病机制;检测方法;防治技术

中图分类号：S642+S65文献标志码：A文章编号：1673-2871（2022）09-001-08

Advances of bacterial fruit blotch in China

JI Weiqin1，YE Yunfeng2，ZHANG Aiping3，YANG Yuwen1，GUAN Wei1，ZHAO Tingchang1

（1. Institute of Plant Protection，Chinese Academy of Agricultural Sciences/State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests，Beijing 100193，China;2. Horticultural Research Institute，Guangxi Academy of Agricultural Sciences，Nanning 530007，Guangxi，China;3. Agricultural Science Research Institute of the Sixth Division of Xinjiang Production and Construction Corps，Wujiaqu 831300，Xinjiang，China）

Abstract：Bacterial fruit blotch （BFB）caused by Acidovoraxcitrulli is a devastating seed-borne disease of Cucurbitaceae plants，such as watermelon and melon，and is quarantined worldwide. At present，there are no commercial cultivars resistant to BFB available，and no specialized chemicals for controlling BFB. Thus，it is very challenging to manage BFB for cucurbit production. Recent years，in order to effectively prevent and control BFB，researchers have conducted a series of studies and made great progress. In this paper，we summarized new findings on pathogen identification，detection methods，pathogenesis，and control techniques by Chinese researchers in recent five years，in order to provide researchers a comprehensive understanding of BFB and references for future research and control.

Key words：Bacterial fruit blotch;Pathogenesis;Detection methods;Control techniques

瓜类细菌性果斑病（Bacterial fruit blotch，BFB）是一种主要危害西瓜和甜瓜的毁灭性细菌病害，于20世纪末传入我国，最早报道于陕西省[1]，随后在许多省份相继报道[1-5]。目前，BFB在我国的新疆、海南、内蒙古、辽宁、吉林等10余个省份均有发生，造成严重的经济损失，仅海南每年的损失就达5亿元（2021年西甜瓜产业联盟大会报告）。由于BFB发病快、传播迅速，而且缺乏有效的抗病品种和针对性防治药剂，因此使其在生产上难防难治，严重阻碍了西瓜、甜瓜产业的可持续发展[6-10]。BFB已被列入我国进境植物检疫性有害生物名录及全国农业植物检疫性有害生物名单。

近年来，国内外对BFB开展了大量的研究，国内5年以前的研究进展已有研究者进行了相关综述[11]，因此笔者整理归纳了近5年我国对BFB的研究新进展，以期为制定瓜类细菌性果斑病综合防治策略提供参考，并为今后研究工作的开展提供思路和方向。

1病原、症状及发病规律

1.1病原菌及其寄主范围

细菌性果斑病的病原菌为西瓜噬酸菌（Acidovoraxcitrulli），属于革兰氏阴性菌[12]。西瓜噬酸菌主要危害葫芦科作物，对西瓜、甜瓜、苦瓜的致病力极强，侵染率可达到100%;对南瓜、西葫芦、丝瓜、黄瓜的致病力也较强，但病斑扩展速度不同;对番茄、白菜、辣椒、豇豆不致病[13]。A. citrulli种内主要分为2个亚组，不同组菌株在基因组水平上存在差异，在寄主范围上也表现出明显的偏好性[14-16]，II组菌株主要分离自西瓜，而I组菌株主要分离自除西瓜外的其他葫芦科作物，如甜瓜、黄瓜、葫芦、瓠瓜等[17-19]。

1.2病害症状

瓜类细菌性果斑病可在作物的整个生长发育期发生。子叶受害时，初期形成水渍状病斑，随后扩延至子叶基部，严重时会沿叶脉发展成黑褐色坏死病斑。真叶受害时，叶片出现水渍状斑点，病斑受叶脉限制而呈现多种形状，病斑周围略微发黄，但无明显凹陷和晕圈，多个病斑可融合成大斑且变褐色，严重时整个植株枯萎，但叶片不脱落;茎部受害时，常形成凹陷斑，并能分泌菌脓，导致瓜蔓腐烂;果实上的典型病症是向阳面果皮上出现水浸状小斑点，逐渐扩大为不规则的水浸状斑块，渐变褐，稍凹陷，后期多龟裂，随着病原菌向果肉扩展，果肉呈水浸状腐烂或棉絮状坏死，流出黏稠的臭味菌脓，随流水飞溅，可造成二次侵染[6-9，17-22]（图1）。

1.3发病规律

种子带菌是BFB的主要初始侵染源。病菌可附着在种子表面，随种子的萌发从伤口或气孔侵染子叶，引起幼苗发病，并随雨水、灌溉水、昆虫及农事操作传播扩散，形成多次再侵染。发病瓜是带菌种子的重要来源，附着在种子或土壤病残体上越冬的病原菌在来年再次引起侵染，进而形成恶性循环[1]。此外，受BFB污染的葫芦科砧木种子也是引起BFB传播的重要传染源[23]。

BFB在高温高湿的环境中易暴发流行，特别是炎热季节伴随暴风雨的条件，有利于病原菌的繁殖和传播。BFB最适发病温度为25～32 ℃，在24～28。条件下接种1h后就能侵入叶片。另外，地势低洼、排水不良、多年连作、密度过大、管理粗放的地块发病严重[24]。

1.4病原菌鉴定方法

近年来，主要通过病害症状观察、菌落形态观察、生理生化特性测定、病原菌血清学鉴定、16SrRNA/rDNA测定、特异性引物鉴定、烟草过敏反应测定、致病性测定、亚群鉴定等方法，对BFB病原菌进行鉴定。利用这些方法能够准确、便捷地鉴定出病原菌是否为A. citrulli，以及A. citrulli所属亚组，为生产上对该病的识别及针对性治理提供重要依据[25-27]。

2致病机制

研究A. citrulli的致病机制是了解病原-寄主互作过程、研发靶向药剂及制定环境友好型高效防治策略的重要基础。近年来，对A. citrulli致病机制的研究主要集中在三型分泌系统（type III secretion system，T3SS）、六型分泌系统（type VI secretion system，T6SS）、鞭毛、生物膜、调控因子、群体感应系统和细胞代谢过程等方面。

T3SS广泛存在于革兰氏阴性菌中，在病原菌致病过程中至关重要。毛云等[28]利用生物信息学，分析了3个A. citrulli三型hrp（hypersensitive response and pathogenicity）蛋白和6个未知蛋白的理化性质和二级结构，为后续对这些蛋白的研究奠定了基础。在基因功能方面，A. citrulli T3SS分泌装置基因hrcQ、结构基因hrcS和hpa（hrp-associated）基因hpaB及hpaA的缺失会显著减弱A. citrulli致病力并影响致病相关表型[29-31]。在调控方面，Zhang等[32]发现基因hrpG和hrpX是A. citrulliT3SS的关键调控基因，调控下游hrp基因的表达，且hrpG在hrpX上游正向调控hrpX的表达。在三型效应蛋白（T3Es）的筛选与鉴定方面，目前筛选到的T3Es有Ace1、Ace0201、AopN和AopP[33-36]。其中，Ace1和Ace0201均可抑制本氏烟的细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）及活性氧（reactive oxygen species，ROS）爆发，促进A. citrulli对寄主西瓜发挥致病作用[33-34]。AopN能显著抑制ROS爆发并诱导细胞程序性死亡，与西瓜的Cl- HIPP和ClLTP蛋白互作[35];AopP可通过抑制蛋白ClWRKY6来抑制西瓜的免疫反应[36]。随着研究的深入，针对T3SS抑制剂的研发将为BFB精准防治开辟道路[37]。

T6SS影响细菌间的相互竞争，也是导致病原菌产生毒力的原因之一。vgrG基因是T6SS的重要组成部分，也是T6SS介导毒力作用的关键因子。研究表明，A. citrulli的3个vgrG基因（Aave_ 0241/0481/0497）和4个PAAR同源基因（Aave_ 0240/0483/0499/3751）在T6SS介导的病原菌毒力作用中发挥重要作用，影响A. citrulli毒力和抗菌活性[38]。

鞭毛是病原菌的重要运动器官，鞭毛可促进病原菌对寄主细胞的黏附与侵袭，在致病过程中起重要作用。研究表明，鞭毛基因fliS、fliC及鞭毛转录调控因子flgM对A. citrulli鞭毛丝的形成、游动性、菌膜形成能力、黏附能力、生长速率、致病性等具有调控作用「39-41]。同时，研究鞭毛基因fliC和趋化性核心基因cheA时发现，A. citrulli趋化性核心基因cheA通过调控鞭毛运动影响A. citrulli的运动能力[40]。

细菌生物膜与其致病性密切相关。研究发现环境因素可以影响生物膜的形成，以LB（牛肉膏蛋白胨培养基）为培养基、聚苯乙烯孔板为载体，初始pH值为7、培养温度28 ℃、培养时间24 h、葡萄糖浓度为30.0 mmol·L^-1时，A. citrulli的生物膜形成能力最强[42]。

脂多糖运输系统（lipopolysaccharide transport system，Lpt）将胞内装配完整的脂多糖运输到外膜，实现脂多糖的阻渗、有机溶剂和疏水性抗生素耐受性、膜通透性等功能。bam基因簇编码的Bam复合体为A. citrulliLpt的重要组成，基因bamC和bamE缺失降低了A. citrulli的生物膜形成能力和胞外多糖产生能力，使蛋白酶活性增强，从而直接影响A. citrulli细胞外膜合成[30]。