林业科学  2006, Vol. 42 Issue (8): 144-146   PDF    
0

文章信息

赵锦, 刘孟军, 周俊义, 代丽.
Zhao Jin, Liu Mengjun, Zhou Junyi, Dai Li.
枣疯植原体的分布特点及周年消长规律
Distribution and Year-Round Concentration Variation of Jujube Witches' Broom (JWB) Phytoplasma in the Plant of Chinese Jujube
林业科学, 2006, 42(8): 144-146.
Scientia Silvae Sinicae, 2006, 42(8): 144-146.

文章历史

收稿日期:2005-01-04

作者相关文章

赵锦
刘孟军
周俊义
代丽

枣疯植原体的分布特点及周年消长规律
赵锦1, 刘孟军2, 周俊义2, 代丽2     
1. 河北农业大学生命科学学院 保定 071000;
2. 河北农业大学中国枣研究中心 保定 071001
关键词: 枣疯病    植原体    分布特点    周年消长规律    
Distribution and Year-Round Concentration Variation of Jujube Witches' Broom (JWB) Phytoplasma in the Plant of Chinese Jujube
Zhao Jin1, Liu Mengjun2, Zhou Junyi2, Dai Li2     
1. College of Life Science, Agricultural University of Hebei Baoding 071000;
2. Research Center of Chinese Jujube, Agricultural University of Hebei Baoding 071001
Abstract: Jujube Witches' Broom (JWB),caused by phytoplasma,is the most serious and destructive disease of Chinese Jujube. The distribution and year-round concentration variation of JWB phytoplasma were studied under fluorescence microscope using DAPI. The results showed that phytoplasma might exist in the sieve tubes of all organs,phytoplasma contents varied with organs,sides of organs and growing seasons,phytoplasma usually existed in the roots of the same direction with diseased branches. The uneven-distribution could be observed much often in lightly diseased trees than in seriously diseased one. In roots,the content of phytoplasma was highest in May,relatively low in June,July and August,and lowest in December to March. In branches,the content of phytoplasma increased gradually with the rising of the temperature after bud sprouting in April and May,then increased dramatically and reached peak in July and August,thereafter decreased in autumn. From December to February,there was still a large amount of phytoplasma in diseased branches. The content of phytoplasma in branches kept higher than in roots throughout a year.
Key words: Jujube Witches' Broom    phytoplasma    distribution    year-round variation    

枣疯病是一种典型的致死性植原体病害,是枣树生产中发生最普遍、危害最严重的毁灭性传染病害,被视为枣树的癌症。枣树一旦患病,通常2~3年内丧失产量并很快导致植株死亡(刘仲健等,1999潘青华,2002)。自20世纪40年代以来,在枣疯病病原的检测方面虽然已积累了不少技术和方法(王秀伶等,1999李江山等,1996何放亭等,1996La et al., 1986朱澄等,1991田国忠等,2002温秀军等,2005),但对枣疯植原体的分布特点及周年消长规律尚缺乏系统研究。DAPI荧光显技术和PCR技术是当前枣疯病病原鉴定的最主要方法。前者虽然灵敏度不及后者,但直观、简便、快捷且可半定量,完全可以满足病原分布特点和浓度变化研究的需要。本文以阜平大枣(Ziziphus jujuba var. fupingdazao)患枣疯病病树为试材,利用成熟简便的DAPI荧光显微技术连续3年对其不同部位进行了枣疯植原体的周年检测,以期全面探明枣疯植原体的分布特点及周年消长规律,为有的放矢的开展枣疯病的药物和手术治疗提供理论依据。

1 材料与方法

本试验于2001—2003年进行,样品采自河北省阜平县山区枣园,以成龄的阜平大枣患枣疯病植株为试材,包括3棵新发病树、3棵中度发病树和3棵重度发病树,3棵健康植株为对照;每棵树分别采样,3次重复。生长季采样部位包括根、枝条、叶柄、枣头及枣吊等器官,每月采样1次;休眠季采样部位为枝条和根部,采样时间为每2个月采样1次。采样时,枝条、枣吊及叶柄等样品从树体不同主枝上分别采;根样品也从地下不同方向的根部分别采,以保证样品全面代表树体的带病原情况。

病原检测采用DAPI(4′, 6-二脒基-2-苯基吲哚)荧光检测方法(王秀伶等, 1999李江山等, 1996),并加以改进。本试验是根据DAPI荧光亮点的大小、浓密来半定量检测植原体的浓度。每样品至少检测30片组织切片,以出现频率在80 %以上的病原浓度作为样品的病原浓度。

2 结果与分析 2.1 分布特点

1) 普遍性  DAPI荧光检测结果表明,重病树的根、枝、叶柄、枣头和枣吊等器官均存在明显的植原体荧光亮点,说明有韧皮部的地方枣疯植原体都可以生长增殖。所以枣疯植原体的分布具有普遍性。重病树不同部位的检测结果见图版Ⅰ-1、2、3、4、5,对照健康树检测结果见图版Ⅰ-6。2)地上、地下部分布的对应性  对患病树地上部(枝条)和地下部(根)的植原体进行DAPI荧光检测结果表明,枣疯植原体病原的分布明显具有地上、地下的对应性。即如果地上部树冠的某个方位有疯枝,则与其对应的同侧根中也往往存在病原,而与健康枝同侧的地下根部通常观察不到荧光亮点。另外,田间调查结果也发现,疯根蘖往往发生在地上部有疯枝的一侧。3)不均匀性  枣疯植原体病原分布的不均匀性表现在相同器官的不同时期、同一时期的不同器官之间病原浓度存在差异,这种不均匀性在发病初期尤为明显。

图版Ⅰ 1-6.DAP荧光法检测重病何不同器官管中枣疯植原体的分布情况(7月份) Plate Ⅰ 1-6:Distnbution of JWB phytoplasma in phloem of different organs in seriously diseased tree checked with DAPI fluorescence method(July) 1.多年生病枝中病原情况(病原浓度较高,荧光亮点较多)2. 病根中病原情况(病原浓度较低,少量荧光亮点):3.新生枝中病原情况(病原浓度高,荧光亮点连成环状)4.枣吊中病原情况(病原浓度很高,荧光亮点连成环状)5.叶柄中病原情况(病原浓度很高,荧光亮点连成环状):6. 健康枝条中病原情况(无荧光亮点) I Diseased branch(a lew fluorescent spots),2. Diseased root(Very few fluorescent spots) 3. New diseased shoot(Big size fluorescent spot forming a brght cirele:4. Diseased bearing shoot (Big sive fluorescent spots forming a bright circle:5. Diseased leaf stalk (Big size fluorescent spots forming a bright cirele) 6. Healthy branch(No fluorescent spots)

不同时期枣疯植原体的分布在根和枝条中的表现有所不同。在疯根中,5月中旬病原浓度最高;而地上部7、8月处于发病高峰期,病原浓度最高,随物候期后延有所下降,但冬季疯枝中仍然会检测到大量荧光亮点(表 1)。疯根中病原浓度的高峰期要早于病枝,这可能与树体本身的物候期及外界环境条件有关。

表 1 枣疯病病树不同部位中植原体浓度的周年变化 Tab.1 The annual variation of JWB phytoplasma in different organs of diseased Chinese Jujube trees

同一时期不同器官的不均匀性表现在较幼嫩部位病原浓度高于较老部位。由表 1图版Ⅰ-1~5可以看出,在生长期疯枣头、枣吊和叶柄等幼嫩部位的切片中都带有大量的枣疯植原体病原,荧光亮点几乎呈均匀的一圈,明显大于和多于枝条和根中的荧光亮点数量。同样,疯根中较嫩白根中有较多荧光亮点,老根则只有零星分布的荧光亮点。

在新发病树和中度发病树中,相同器官的不同侧面植原体浓度也有差异。如对应树冠有疯枝一侧的树干韧皮部中能观察到荧光亮点,而对应树冠健枝侧的树干则通常观察不到荧光亮点。病原分布的这种不均匀性随着树体病情加重逐渐减弱。

2.2 枣疯植原体周年消长规律

1)不同器官中枣疯植原体的周年变化  根据表 1中病原检测结果,对枣疯植原体在不同部位的周年消长情况进行系统比较,病原浓度变化趋势分析如下:①在疯根中,5月中旬病原浓度最高,在荧光显微镜下可观察到大量的荧光亮点,亮点几乎呈均匀分布;6、7、8月地上部处于发病高峰时,根中病原数量有所下降,但依然较高;到12月底至翌年3月病原浓度则很低,在显微镜下只能看到零星分布的荧光亮点。②在疯枝中,春季4、5月随温度回升,病原数量逐渐增加;夏季7、8月(发病高峰期)病原浓度最高,同时表观病症达到最严重的程度;随秋季来临病原浓度有所下降,但仍然保持较高水平;直到冬季的12、1、2月疯枝中病原浓度降到一年中最低值,但仍然能检测到大量荧光亮点。③在幼嫩器官(新生枣头、枣吊及叶柄)中,病原大量繁殖、浓度最高,这可能与寄主枣树旺盛的生长状态和适宜的环境条件有关,此结果与Jae-Choon等(2001)的研究结果一致。

综合来看,同一病树的病枝和根部相比,病枝中病原浓度一直较高。

2) 患病程度与病原分布  ①新发病树指从外观看疯枝量占总枝量不到1/3的病树。新发病树开始表现症状时,分别从发病处(明显有表观症状处)、疯健结合部位及稍远方“健康”部位采集多年生枝、枣头和枣吊,进行DAPI检测。结果表明:发病处的多年生枝、枣头及枣吊荧光亮点多而大;疯健结合部位与发病处相比则亮点明显减少;健康部位则观察不到明显的荧光亮点,有的切片只是有一些针尖大小的小碎点,这说明在发病初期,植原体病原在枣树体内的分布有一个浓度梯度。②中度发病树,即从外观看疯枝量占总枝量1/3~2/3的枣疯病病树。生长期树体开始表现症状后,从疯枝方向和健枝方向分别采集多年生枝、新生枣头、枣吊及根,进行DAPI染色。结果表明:采自疯枝方向的多年生枝、新生枣头、枣吊和根均明显存在荧光亮点,而采自健枝方向的组织切片则观察不到荧光亮点,但有些切片存在或多或少的针尖大小的小碎点。说明枣疯病病原纵向运输能力很强而横向运输能力相对较弱,同时也证明了枣疯病病原存在地上部和地下部的对应性。③重度发病树,即从外观看疯枝量大于总枝量2/3的枣疯病病树。生长期树体开始表现症状后,采集不同方位的多年生枝、新生枣头、枣吊及根,在荧光显微镜下均可观察到荧光亮点或云片状亮斑,这表明枣疯病病原已分布到树体的各个部位。

由以上结果可以看出,随患病程度加重,病原浓度增加且分布也越来越广泛。

3 讨论 3.1 枣疯病药物治疗最佳时期的确定

确定药物治疗时期应考虑树体的吸收能力和病原浓度的消长情况,最理想的治疗时期应该是树体吸收能力强而病原浓度又很低时。所以,枣疯病病原的周年消长规律可直接为治疗时期的确定提供理论依据。

树体对药液的吸收主要靠蒸腾拉力,树体长叶以后吸收能力增强。根据本试验结果,病原浓度最低期在12底至翌年3月,恰好是冬季,而冬季进行输液吸收非常困难,药液几乎不能进入树体。综合考虑各因素,本研究认为最佳药物治疗时期应在枣疯植原体尚未大量繁殖而树体已具备很强吸收能力的4月底至5月初(展叶期)。选择此时期进行药物输液治疗,可以最大程度杀灭病原,提高药物治疗效果。大量的田间试验也证明此时期进行药物治疗效果最佳。

3.2 手术措施对治疗枣疯病的作用

本研究结果表明:疯枝中一年四季都含有病原,说明去除疯枝可以减少病原,有利于减缓病情发展。王清和(1980)侯保林等(1987)曾对手术治疗枣疯病进行过初步研究,从其结果看手术治疗确实有效,但治愈率偏低。若能确定新染疯枝中病原分布的范围,则可有的放矢地确定去疯枝的程度,从而大大提高治疗效果,甚至达到完全治愈的目的。本试验在冬季挑选只在顶部有小疯枝,而下部表现完全正常的枝条进行DAPI检测,对距发病部位不同距离(10、30、50、80、100、130、150、200 cm)的枝皮(不同侧面)进行检测,结果表明随着距离加大,病原逐渐减少,距离130 cm以上的枝皮中基本看不到病原。所以生产中采用去疯枝措施时,应尽早且可能多地去除与疯枝相连的枝条,以最大限度地去除病原。本试验中对早年去除疯枝后已连续5年未表现新症状的病树进行不同部位的DAPI检测,均未发现枣疯植原体的存在。这说明对新发病树去疯枝有可能完全去除病原,达到治愈目的,关键是去疯枝的时间和长度。

根据以上结果,本研究认为去疯枝应该作为控制枣疯病的主要农业措施之一。在枣疯病的治疗过程中应坚持手术治疗,对疯枝要随发现随去除,尤其对新发病树和轻度患病树,更应及时去除疯枝,以便在病原未扩散之前完全去除病原,治愈病树。

参考文献(References)
何放亭, 武红巾, 陈子文, 等. 1996. 几种植物类菌原体(MLOs)的分子检测及其遗传相关性比较. 植物病理学报, 26(3): 251-255.
侯保林, 齐秋锁, 赵善香, 等. 1987. 手术治疗枣疯病的初步探索. 河北农业大学学报, 10(4): 11-17.
李江山, 金开璇, 汪跃, 等. 1996. 用PCR扩增16SrDNA检测泡桐组培苗丛枝病类菌原体. 林业科学, 32(6): 569-573.
刘仲健, 罗焕亮, 张景宁. 1999. 植原体病理学. 北京: 中国林业出版社, 42.
潘青华. 2002. 枣疯病研究进展及防治措施. 北京农业科学, 3: 4-8, 21.
田国忠, 张志善, 李志清, 等. 2002. 我国不同地区枣疯病发生动态和主导因子分析. 林业科学, 38(2): 83-91.
王清和. 1980. 砍疯枝能否防治枣疯病的探讨. 中国果树, (1): 43-44.
王秀伶, 刘孟军, 刘丽娟. 1999. 荧光显微技术在枣疯病病原鉴定中的应用. 河北农业大学学报, 22(4): 46-49.
温秀军, 郭晓军, 田国忠, 等. 2005. 几个枣树品种和婆枣单株对枣疯病抗性的鉴定. 林业科学, 41(3): 88-93. DOI:10.3321/j.issn:1001-7488.2005.03.015
朱澄, 徐丽云, 金开璇, 等. 1991. 用DAPI荧光显微技术检测泡桐丛枝病. 植物学报, 33(7): 495-499.
Jae-Choon Y, Tae H L, Byeongjin C. 2001. Change in phytoplasma densities in witches' broom-infected jujube trees over seasons. Plant Pathol J, 17(5): 295-299.
La Y J, Lee D J. 1986. Distribution of MLO in witches' broom infected jujube tissue. J Korea For Soc, (67): 28-30.