棉花黄萎病防治方法研究进展

摘要 作为危害严重、世界性的土传性维管束病害之一，棉花黄萎病给农业生产带来了巨大的经济损失；笔者立足国内外现有的棉花黄萎病防治措施如农业防治、化学防治、生物防治等常规防治方法，结合时下新兴的生物有机肥防治、不同防治试剂之间混配等方法对棉花黄萎病防治现状及今后的发展趋势予以综合评述，为棉花黄萎病的防治提供参考。

关键词 棉花黄萎病；防治方法；研究进展

中图分类号 S435.621.2.4 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2014）07-0129-03

Research Progress of Prevention Methods on Cotton Verticillium Wilt

ZHANG Mao-lin XIA Ri-zhao LIAO Xiao-lan *

（College of Plant Protection，Hunan Agricultural University，Changsha Hunan 410128）

Abstract Cotton verticillium wilt is a serious world′s land mass of vascular bundle diseases which can cause huge economic losses in agricultural production.Some control methods at home and abroad including agricultural control，chemical control and biocontrol to cotton verticillium wilt were mentioned in this paper.At the same time，the status and future trends of cotton verticillium wilt were discussed in order to provide reference to the prevention of cotton verticillium wilt.

Key words cotton verticillium wilt；prevention methods；research progress

棉花黄萎病（Cotton Verticillium wilt）是一种危害严重的世界性病害，具有分布广、危害重、寄主范围宽、传播途径多、存活时间久等特点，被称为棉花的“癌症”[1]。最早于1914年在美国弗吉尼亚州的陆地棉上发现，目前已经遍布30个国家和地区[2]，1935年随美国引进棉花进入我国[3]。自20世纪90年代以来，我国棉花黄萎病病情逐年加重，并造成严重的经济损失，尤其在1993年、1995年、1996年、2003年大面积发生，发病面积约占全国植棉面积的1/2，每年损失皮棉7.5万～10.0万t[4]。棉花黄萎病菌有5个菌种，其中在世界范围内引起维管束黄萎病的是大丽轮枝菌和黑白轮枝菌[5]，我国主要棉产区棉花黄萎病菌为大丽轮枝菌[6]。棉花黄萎病属于土传性的维管束病害，防治难度大，迄今尚无特效的防治药剂；笔者通过对目前国内外棉花黄萎病的常规、新兴的防治方法进行评述，旨在为棉花黄萎病的有效防治提供思路和实际参考。

1 农业防治

常见的农业防治措施包括选育抗病品种、加强田间管理、合理轮间作等；其中选育和种植抗黄萎病品种是目前世界各国防治棉花黄萎病的主要措施[4]，但是由于抗黄萎病品种选育具有育种方法单一、选育周期长以及抗性不稳定等因素而难以被棉农接受。我国自20世纪50年代起开始对棉花黄萎病抗性品种进行研究，已相继育成86-6、豫棉19号、豫棉21号等具有较好耐病性的新品种[7]，国外引进品种尚未发现较理想的抗黄萎病特性[8]。近年来，基因工程技术通过抗性基因的导入和分子标记来筛选抗性品种为棉花黄萎病的防治提供了新途径；窦道龙等[9]通过花粉管通道法将拟南芥中的NDR1和NPR1基因转入陆地棉品种，抗枯、黄萎病鉴定结果显示转基因植株对黄萎病的抗性都明显增强。另外，棉花与玉米、高粱、谷子、小麦等禾本科作物的轮作、覆膜滴灌棉田以及选取合适的砧木和接穗嫁接组合或者不同棉花抗性品种之间的相互嫁接，也可以在一定程度上有效地防治棉花黄萎病和提高连作棉田的棉花产量[10-13]。

2 化学防治

目前尚无对棉花黄萎病有特效防治作用的化学药剂。已报道的棉花黄萎病防治药剂包括：多菌灵、高锰酸钾、米鲜胺和缩节胺等[14-18]。除单一试剂外，不同化学药剂之间混配防治也有报道：研究表明克百威、多菌灵、甲基立枯磷和锌肥的混合使用对棉花黄萎病有较好的抑制效果[19-20]；此外，2%宁南霉素、0.5% OS-施特灵40倍液、9.5%克黄枯60倍液、0.2%抗菌剂402药液与棉种以适当比例进行拌种，或3%广枯灵500倍液，进行苗床处理，并同时结合喷雾进行处理，可有效地防治棉花黄萎病，降低田间发病率和发病指数[21-22]。

化学防治方法作用时效性强、稳定性高，但是大量化学药剂的使用会随着食物链循环累积，不仅污染环境而且危害人体健康；化学药剂的长期使用在防治病害的同时也会杀死其他有益生物；除此之外还会诱导病原菌产生抗药性，目前人们正在积极寻求其他防治方法来代替化学药剂的使用。

3 生物防治

3.1 拮抗细菌

棉花黄萎病拮抗细菌主要有根际细菌和内生细菌2种，其中根际拮抗细菌主要来自棉株根际土壤。目前已知对棉花黄萎病有拮抗作用的细菌主要包括有芽孢杆菌、假单胞杆菌、荧光假单胞杆菌、嗜麦芽糖寡养单胞菌、欧文氏菌属及短小杆菌属，其中以芽孢杆菌研究最多；聂太礼等[23-25]通过对从土壤中分离出的拮抗芽孢杆菌C-20的抗病机理和大田棉花防病增产试验表明该拮抗菌株有较为理想的应用防治前景；除此之外拮抗芽孢杆菌DS45-2、B110、XJUL-6等都被认为具有一定的生防价值[26-28]。相对于根际细菌，内生细菌不易受外界环境的影响，且可以在植物体内定殖、传导、产生抗菌物质而逐步成为研究热点[29]。陈英化等[30]从棉花健株茎内分离筛选到一株棉花黄萎病内生拮抗解淀粉芽孢杆菌L-4-2，通过对其活性测定发现其在一定程度上对棉花黄萎病有较好的防治效果。

3.2 拮抗真菌

目前研究最多的是利用真菌防治棉花黄萎病，见于报道的有木霉、匐柄霉、黄色蠕形霉、镰刀菌等，其中以木霉和黄色蠕形霉居多。木霉菌株SMF能产生多种胞外细胞壁降解酶类，同时产生耐热抑菌物质，两者协同作用于黄萎病菌，可增强抑菌效果[31]；同时研究表明绿色木霉菌株GY20对棉花幼苗的黄萎病具有极为显著的防治效果[32]。黄色蠕形菌广泛存在于土壤中，主要的机制是抗生作用和重寄生作用，能在棉花根部和根际土壤中定殖，该菌用葡萄糖作为底物时可产生过氧化氢来杀死棉花黄萎病微菌核[33]。此外，对棉花黄萎病有抑制作用的真菌还有顶枝抱霉、绳状青霉、曲霉、粘帚霉、球毛壳菌等。

3.3 放线菌

链霉菌及其变种在棉花黄萎病的防治方面研究较多。薛 磊等[34]通过对6株拮抗链霉菌无菌发酵滤液在大丽轮枝菌生长、微菌核形成与萌发方面的影响研究发现：菌株B49的5倍稀释发酵液培养14 d时对菌落生长的抑菌率达69.7%，对微菌核形成的抑制率达100%。另外，从土壤中分离出的链霉菌HCCB10124通过试验证明对棉花黄萎病菌也有较强的拮抗作用[35]。除去尚处于试验阶段的拮抗放线菌，以井冈霉菌素、内疗素、768、S-921、农抗120等为代表的成型制剂已经应用于生产。

3.4 植物提取物

植物源杀菌剂是指从植物的某些部位提取具有杀菌、抑菌活性的有效成分以及分离纯化的单体物质加工而成的用于防治植物病害的药剂。植物源杀菌剂在棉花黄萎病菌防治上的应用目前属于试验阶段，还未见成型制剂的生产。有报道称安徽大戟属的大戟根和月腺大戟根的丙酮提取物以及珍珠柴的水提物和石油醚提取物均对棉花黄萎病表现出了较好的抑制作用，抑制率均能达50%以上[36-37]。

3.5 抗性诱导

植物诱导抗病性是指植物在诱导因子的作用下产生的能够抵抗原来不能抵抗的病原物侵染的一种抗病性，包括生物诱导因子和化学诱导因子，其中以生物诱导因子为主；目前棉花对棉花黄萎病的诱导抗性及其利用研究尚处于初级阶段。寡聚酸碘、氨基寡糖素等5种植物诱抗剂在试验条件下对棉花黄萎病均表现出良好的防治效果，其中以寡聚酸碘防治效果最佳；而丙基双氢茉莉酮酸酷则能够诱导棉花对黄萎病产生耐病效应[38-39]；除去诱抗剂，棉花黄萎病的耐病品种在接种黄萎病重型株系以前接种轻型株系也可以明显地减轻黄萎病症状[40]。

棉花黄萎病的生物防治主要是拮抗微生物和利用无毒菌系或弱毒株系诱导棉花产生抗病性2个方面，其中拮抗微生物的应用最为成熟；拮抗微生物通过产生蛋白质、抗生素等次生代谢产物来防治棉花黄萎病菌；但由于棉花黄萎病菌属于土传性病害，生物防治药剂在复杂的田间土壤系统中具有不稳定性。因此，提高生物防治药剂的稳定性成为其在生产中推广的瓶颈。

4 生物有机肥

生物有机肥是在微生物技术发展及有机肥的商品化使用的基础上研制而成的新型肥料，是传统的有机肥和菌肥的有机结合体。针对不同品种的棉花和不同有机质含量的土壤选择科学合理的生物有机肥可以有效降低棉花黄萎病的发病率和病情指数，大大提高棉花的产量[41-42]。有报道称专性微生物有机肥BOF和BM均能提高棉花植株对棉花黄萎病的抗性，从而降低棉花黄萎病的发病率[43-44]。

合理施用不同的生物制剂或者堆肥既可以影响植物根系的微生物群落结构，又能增加根系的细菌群落；棉花黄萎病属于土传性病害，其菌核可以在土壤中长期存在，通过施用生物有机肥，改善土壤环境和结构来防治棉花黄萎病已逐渐成为研究热点。

5 其他方法

除去以上常规防治手段外，不同防治试剂之间的混配、蛋白质组学研究、抗病育苗基质的研究也逐渐应用于棉花黄萎病的防治。有研究表明将生物有机肥、有机肥和3种拮抗细菌S37、S44、S228联合对棉花黄萎病的防治效果可达5.9%～38.3%[45]。马银平[46]利用双向电泳和质谱分析技术比较了侵菌和未侵菌的棉花根部蛋白质组差异，并克隆了可能在抗黄萎病过程中起重要作用的几丁质酶基因GbCHI。此外，抗棉花黄萎病育苗基质可以使生防菌的控害作用相对稳定，从而提高对棉花黄萎病的防治效果[47]。

6 问题与展望

虽然传统的农业防治和化学试剂防治可以对棉花黄萎病起到一定程度的的防治作用，但是由于其本身所具有的局限性并不适合长期、大面积的推广；生物防治具有无毒、无污染、防治效果上佳的特点，但其面临的主要问题在于效果不稳定，究其原因在于田间土壤环境的复杂性加大了土传性病害的防治难度，再加上土壤中酸碱度、盐离子、湿度等不稳定因子存在，目前仍没有一种成功应用于大批量生产和推广的拮抗微生物。

随着现代生物学技术的发展，棉花黄萎病防治途径也趋于多样化：如通过分子生物学等方法对生防菌进行改造，研究基因重组生物制剂，提高其对田间环境的抗逆性；利用基质为生防菌提供稳定的田间生长环境；通过蛋白质组学方法研究棉花黄萎病入侵时棉花的防卫反应机制等均为棉花黄萎病的防治提供了新的解决途径。棉花黄萎病的防治是世界性的难题，以绿色、高效的生物防治为主，分子生物学和基因工程技术等领先的生物学手段为辅，不断提高生防制剂的稳定性，加快抗性品种和基因的筛选应用，同时注重其他防治方法与生物防治的结合，取长补短，相互协调，寻求真正高效、绿色、性能稳定的综合防治方法是今后的研究方向和热点。

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