煙草根黑腐病

煙草根黑腐病是常見的一種土傳真菌病害。1884年Killebrew首次在美國報道了發病症狀，但未指出它由真菌引起；1887年Pelion在意大利對此病做了詳細描述；1904年Seby在美國對其症狀、病原等做過詳細報道；後來，世界各產煙國家均有煙草根黑腐病的報道，該病已成為世界性的主要煙草根莖病害之一。煙草根黑腐病在未獲得抗病品種以前，給全世界煙草種植者造成的損失是巨大的。在美國，據Johnson估計，1916年因該病損失達1000-2000萬美元。1946年Kightlinger指出，在過去15年中，康涅狄格州的雪茄煙種植區為害最重的病害是煙草根黑腐病。在加拿大的安大略州和魁北克州，煙草根黑腐病也是煙草上最嚴重的病害。俄羅斯和烏克蘭因該病每年約損失5%的煙葉。南非在煙草根黑腐病發病嚴重時，可毀掉50%的煙苗。日本各產煙區也發生煙草根黑腐病，且尤以沿海煙區發病較重。歐州的各產煙區及澳大利亞、新西蘭、津巴布韋等煙區的苗牀和大田，都曾因該病造成一定損失。 ^[1] 

自20世紀50年代以來，由於首先選育成了抗煙草根黑腐病的白肋煙品種，使加拿大、美國的白肋煙產區的病情得到很大控制，其後各類煙草的抗病品種不斷育成和推廣，煙草根黑腐病的為害比以前已大大減輕。但在遇到適宜於該病的發生條件，尤其是低温潮濕的氣候條件，或品種抗病性低時，該病仍是世界各產煙國家經常發生的主要根部病害，且會造成不同程度的為害和損失。 ^[1] 

20世紀60年代以前，它主要發生在中國河南、山東、安徽、雲南等煙區，以苗牀發病為主，田間零星發病；70年代以後，隨着煙區的擴大，病害逐漸蔓延。1989-1991年經16個主產煙省（自治區）病害普查顯示，該病在各煙區均有不同程度發生，且多見於苗牀發病，輕者局部發病，嚴重的則整個苗牀發病；大田期多為零星或局部發病，但在某些年份，有的煙田也出現嚴重發病情況，如山東、雲南、河南、安徽等煙區，移栽後遇到氣候陰冷多雨或煙田連作等適宜於發病條件時，部分煙田的病株率達1-5%，個別煙田超過10%；湖北的偏鹼性煙田，病株率高達7%左右；湖南西部的曬煙區，也經常發生煙草根黑腐病的為害。同時，煙草根黑腐病在田間常與煙草黑脛病混合發生而加重其為害。 ^[1] 

煙草根黑腐病的病原為基生根串珠黴菌（Thielaviopsis basicola (Berk. and Br.) Ferraris），屬半知菌亞門、絲孢綱、絲孢目、根串珠黴屬。 ^[1] 

菌絲初生透明無色，後變褐色，有分隔，雙叉分枝，菌絲直徑3-7微米。.在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基（PDA）上培養的菌落有兩種類型，一種為黃棕色到淺褐色，另種為灰色到淡黑色。菌落平展，呈粉狀。在中國分離到的煙草根黑腐病菌，在PDA培養基上的菌落呈灰色到淺黑色，菌落平展，粉狀。 ^[1] 

內生分生孢子梗和內生分生孢子：內生分生孢子梗呈管形，單個或成簇產生於菌絲上，基部是1個或幾個短桶狀細胞，頂端是1個細長的逐漸變細的拋擲管細胞構成，淡褐色，分生孢子梗的基部細胞直徑5-8微米，頂端細胞長57-170微米不等，管底直徑5-6微米，管口直徑3-5微米。內生分生孢子在拋擲管內生成，分生孢子基部稍膨大，前端逐漸變細，成熟的孢子被其後不斷產生的分生孢子通過拋擲管成串地射放出來，這種分生孢子產生方式稱為“槍式分生過程”。釋放出的分生孢子圓柱狀或桿狀，兩端鈍圓，單細胞，薄壁，無色透明，孢子大小為8-30微米×3-5.7微米，平均15微米×4微米，在人工培養的早期菌絲上大量生成內生分生孢子。在根部受侵染的初期階段，也可看到大量內生分生孢子形成。 ^[1] 

厚垣孢子在菌絲的頂端或菌絲任何部位出生的短側枝上產生，單生或簇生，初期透明，後變成青黑色至褐色。厚垣孢子為多細胞連結，由1-3個薄壁透明的基底細胞與其上1-8個（常為4-5個）褐色或黑色桶形細胞和頂端1個半圓形細胞組成，大小為25-65微米×10-13微米。成熟後的厚垣孢子可分裂成單個細胞，每個細胞都能單獨萌發。Tsao等對厚垣孢子的超顯微結構的研究顯示，整個厚垣孢子鏈由1個含有兩層的壁包圍，在這個鏈壁內每個孢子還有1個厚壁，它包含1個電子密集的外層和1個電子透明的內層，側壁和端壁接觸處，孢子內壁延伸斜切入較厚的外層壁，使邊緣處形成一個薄弱的接合環。孢子萌發時，孢子壁在側壁和端壁的接合處裂開，產生裂隙，使每個細胞的端面形成一個蓋。由於厚垣孢子的細胞質與細胞壁不相連，兩者很容易分開而不影響發芽。厚垣孢子的壁是由幾丁質、葡聚糖和其他多糖類物質組成，較厚的電子密集外層含有類似黑色素的物質。呈白化狀的厚垣孢子則不含黑色素。受侵染的根表面和皮層組織內厚垣孢子大量產生，並使病斑呈黑色。 ^[1] 

Stover在人工培養中見到另一種次生厚垣孢子，是由老的內生分生孢子的球形內含物在周圍擴增，發展形成一個稍厚的新壁而成。 ^[1] 

煙草根黑腐病菌是易變菌，不同地區的病原菌對温度要求不同。Gilbert和Johnson等曾報道最佳培養温度為28-30℃；Lucas從美國加利福尼亞、肯塔基、北卡羅來納等地的分離物培養，其最佳生長温度為22-28℃，最低8℃，最高接近35℃；日本的Otari也得到同樣結果。劉延榮等從中國山東煙區分離的病原菌，測定其生長的適宜温度範圍為20-30℃，最佳生長温度25℃，最低8℃，最高接近35℃；同時測定了內生分生孢子的適宜產孢温度為22-30℃，其中28-30℃產孢量高；內生分生孢子的萌發温度為8-35℃，最佳萌發温度為25-30℃，低於15℃孢子萌發率降低，發芽菌絲伸長緩慢或不伸長；高於30℃孢子發芽後的菌絲細弱或不伸長；在0.2%的葡萄糖溶液中的孢子發芽率明顯提高。 ^[1] 

Mathre等測定厚垣孢子和內生分生孢子的最佳萌發温度為21-33℃。但高於30℃芽管受抑制或被溶解。在田間，煙草根黑腐病的適宜發病温度為17-23℃，是病菌適宜生長温度的低限，不是病菌生長的最佳温度。但此温度不利於煙草生長。可見，煙草根黑腐病是在温度不利於寄主生長時更易發生，它是寄主主導影響病菌侵染的典型例子。 ^[1] 

在培養條件下，煙草根黑腐病菌生長的最適pH為4.0-6.2.但培養基質不同會影響適宜生長的pH範圍。Lucas報道在緩衝性肉汁馬鈴薯培養基上，該菌生長的pH範圍為3.3-7.2，在合成培養基上生長的pH範圍是3.0-8.0.經測定，中國山東分離菌在馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基上生長的pH範圍為3.5-9，最適pH為5.0-6.5，即更適於偏酸性條件。厚垣孢子和內生分生孢子在pH4-8.5時發芽良好。一些研究表明鈣離子有利於病菌的生長，當肉汁馬鈴薯葡萄糖培養基中加入約300毫克/千克鈣離子時，病菌在pH3.0時就可生長。在適宜的pH範圍，加入適量鈣離子，該菌生長得更好。這可能由於鈣離子刺激了磷脂酶的活性，磷脂酶在分解脂類成為有效性能源中起了作用。 ^[1] 

煙草根黑腐病菌是土壤習居菌，黑暗條件更有利於病菌生長。據中國山東農業大學對該菌的研究報道，黑暗條件下菌落的平均生長量比光照條件下增加23.8%；培養12天測定，黑暗條件比光照條件下，產孢量增加82.2%。 ^[1] 

煙草根黑腐病在煙草的整個生長期均可發病，尤以幼苗期至現蕾期發病較重，主要侵染煙草根系，呈特異的黑色。進入成熟期，田間氣温升高，病情減輕，輕病株可長出新根，恢復生長。 ^[1] 

苗期症狀：幼苗很小時，病菌從土表莖部侵入，病斑環繞莖部，向上侵入子葉，向下侵入根系，使整株腐爛呈“猝倒”症狀。較大的幼苗感病後，根尖和新生的小根系變黑腐爛，大根系上呈現黑斑，病部粗糙時腐爛，拔出幼苗大部分根系斷在土壤中，僅見到變黑的莖基部和少數短而粗的黑根與主幹相連。感病後的幼苗長勢不均，發病重的植株矮化，葉子變淺綠色至黃色，病株一般不死，有時在根系的侵染部位以上產生不定根，新根仍可被侵染；發病輕的地上部症狀不明顯。苗牀肥力低時，病苗呈褪綠症狀，苗牀肥力高時，病苗較健苗葉色稍深。因此，發病苗牀的煙苗長勢和葉色都不均勻。 ^[1] 

大田症狀：病苗移栽田間或大田被侵染的煙苗，生長緩慢，遇到低温、潮濕天氣病情加重，重病株的大部分根系變黑腐爛，植株嚴重矮化，中下部葉片變黃、枯萎、易早花。輕病株生長高度正常，但中午氣温高時，因根系被破壞而供水不足，植株呈萎蔫狀夜間和清晨可恢復正常。天氣轉暖植株抗病性增強，一些煙株長出新根恢復正常生長。此病在田間極少整田發病，多為局部或零星發病。 ^[1] 

煙草根黑腐病在美國、加拿大、俄羅斯、烏克蘭、南非、中國、日本、澳大利亞、新西蘭、津巴布韋、歐州等地各產煙區均有發生。在中國主要發生於河南、山東、安徽、雲南、湖北、湖南等煙區。 ^[1] 

煙草根黑腐病菌主要以厚垣孢子和內生分生孢子在土壤中、病殘體及糞肥中越冬後成為初侵染源。越冬後的孢子萌發的侵入菌絲穿入表皮細胞，沿根表面形成侵入絲，然後在根表上下，根系內外生長，在短的側根上形成大量的內生分生孢子和厚垣孢子。這些孢子落入土壤中或保留在病殘體上，成為當年的再侵染菌源或來年的初侵染源具有抵抗力的厚垣孢子和內生分生孢子，可在土壤中長期存活並廣泛傳播。在田間不僅侵染煙草，也侵染豆科植物、田間雜草等多種植物，增加了病原在土壤中的循環和傳播。此外，降雨或灌溉也會引起孢子隨水傳播，增加田間發病率。 ^[1] 

煙草根黑腐病的發生與煙草品種的抗病性、土壤含菌量、土壤的温濕度、土壤p等環境條件和氣候條件有關。 ^[1] 

煙草的不同類型、不同的種或品種之間對煙草根黑腐病的抗病性存在明顯的差異。煙草對該病的抗病性首先是利用N, tabacum遺傳變異材料為抗源育成一系列中抗品種推廣後，在美國大大減輕了此病的為害。然後通過種間雜交方法將抗病基因轉移到栽培品種中去，即用Nicotiana tabacum × Nicotiana debneyi雜交獲得了免疫性品種Burley49，其抗性為顯性單基因遺傳。它是煙草抗病育種中首例通過種間雜交獲得抗病性的實例。此後白肋煙育出了較多抗煙草根黑腐病的品種，如TN90、建白80、白肋11A、白肋11B,Ky14等。 ^[1] 

在白肋煙品種中，現有兩類抗性，一類具有多基因部分抗性，由普通煙草獲得，約佔80%；另一類是從單基因抗性遺傳中獲得的高水平抗性，約佔20%.其他類型的煙草品種間的抗病性差異也較大，如烤煙品種G28、紅花大金元、NC89較抗病；NC82、G80、長脖黃、小黃金易感病。普通煙草的抗病性主要受多基因遺傳控制，烤煙、香料煙、雪茄煙、曬煙等的抗病性常低於白肋煙，但黃花煙草的抗病性較好。此外，煙草的不同生育期抗病性也不同，幼苗期易感病，隨着植株的生長，抗病性將逐漸增強。 ^[1] 

煙草根黑腐病是土傳病害，土壤是病菌越冬和初侵染的場所，土壤中菌的存活量直接影響病害的流行。土壤菌量的多少對發病的影響常比病原菌的致病性強弱更重要，據Smith等報道，對心葉煙（Nicotiana glutinosa L.）的根系，每克土接種3000-3500個厚垣孢子和內生分生孢子會嚴重發病。Specht等通過接種試驗證明每克土接種50-200個孢子，即可引起嚴重發病。豆科植物如大豆、苜蓿等易感煙草根黑腐病菌，豆類根系接種的臨界限約為每克土500個孢子。煙草與豆類輪作，會增加土壤菌量，使煙草的發病加重。 ^[1] 

煙草根黑腐病菌在土壤中可長期存活，一般厚垣孢子可存活3年以上，在土壤中的根組織內能存活4-5年；內生分生孢子在土壤中可存活10個月。雖然孢子在土壤中存活期較長，但影響孢子存活和發芽的因素很多，其中，影響孢子發芽的最重要因素是土壤的含水量。一般孢子在潮濕土壤中比干燥土壤中易發芽。據Papavizas等報道，土壤含水量達45-50%時，孢子發芽能力將迅速下降。在乾燥土壤中，温度對孢子發芽影響很小；但在潮濕土壤中，較高的温度會使孢子發芽力迅速下降，而10℃對厚垣孢子發芽尚無影響在乾燥土壤中，二氧化碳對孢子發芽力影響很小，但在濕土內，二氧化碳含量高將影響孢子發芽。 ^[1] 

土壤中抑菌因素的變化也影響病原菌的存活。一些複雜的有機物進入土壤中，如根部浸出液、植物浸出液和植物殘體，以及天然卵磷脂、不飽和脂肪酸（亞油酸、油酸）與不飽和甘油三脂等都會使土壤中抑菌作用失效，並促進土壤中煙草根黑腐病菌孢子發芽。植物根際土壤中，因微生物的作用，或兩者間相互作用後，由根系分泌的代謝產物，或由微生物區系合成的一些化合物，均會刺激孢子的發芽活性，誘導孢子發芽，或改變根細胞壁的透性從而利於病菌的侵染 ^[1] 

土壤温度是影響煙草根黑腐病發生的重要因素。田間發病的最適温度在17-23℃之間，15℃以下很少發病；26℃以上，病害的嚴重程度逐漸減輕；30℃時，為害很小。但煙草生長的最適温度是28-30℃，因此人們認為，煙草根黑腐病是在不適宜寄主生長的温度時而嚴重發病的實例。病原菌的迅速生長，並不是根黑腐致病發生的關鍵因素，而温度不適於寄主生長，抗病能力降低，是造成病害發生的首要因素。 ^[1] 

土壤的pH對病害的控制具有關鍵作用。田間調查表明，當土壤pH在6.4以上呈微酸性或鹼性時，煙草根黑腐病很容易發生蔓延，而土壤pH為5.6或更低時，則不發病或很少發病。這與煙草根黑腐病菌生長的最適pH4.0-6.4不相一致，顯然，土壤中尚有與H相關的其他因素影響病原菌的存活和侵染。例如在土壤中增加石灰類物質，會使土壤中的抑菌物質失去活性，而有利於真菌的生長；在鹼性條件下，鈣離子能刺激酶系統的活性，為真菌生長提供能量，並刺激組織退化，因而使病菌在pH8.0的土壤中尚可存活，而在pH4.7的土壤中不能存活；Dran試驗證實，用磷酸（H₃PO₄）將土壤的pH由5.9降到5.0時，土壤雖呈酸性，但煙草根黑腐病發生仍很嚴重，他認為正磷酸像石灰一樣使土壤中的抑菌物質失去活性而有助於真菌的生長。以上説明，不同的pH，使土壤具有不同的抑菌條件和抑菌物質的活性，從而影響了病害的發生。 ^[1] 

1991年Meyer等研究指出，土壤的抑菌條件主要是低鹼飽和度、低鈣、可交換性鋁含量達1meq/100克土，或更高，以及土壤pH低於5。Shew等研究證明，抑菌性土壤具有低的pH，或中到高水平的鋁和低水平的鈣，鋁干擾鈣的代謝，並抑制該菌生長和厚垣孢子產生，且證明這種抑制作用是非生物因素的，但當土壤中鹽基飽和度大於70%時，即使土壤pH為5.2時，仍可發在中國，北方煙區土壤酸鹼度常呈微鹼性、中性或微酸性，故易於發病；南方煙區有部分偏鹼性的煙田，或施入石灰的煙田也易於發生煙草根黑腐病。 ^[1] 

雖然土壤的温度和pH是發病的重要因素，但土壤濕度在病害發生中，也起一定作用。當土壤濕度大，尤其接近飽和點時，易於發病。而且高濕會降低土壤温度，低温多雨是該病嚴重發生的主要氣候因素。但有時在較乾燥的土壤上也能發病。因此，土含水量在25-90%的範圍內都有可能發生嚴重病害。 ^[1] 

煙草根黑腐病是一種由真菌引起的土傳性病害，單獨使用一種措施進行防治並不能達到理想的效果。因此，對於該病害的防治應當遵循“預防為主、綜合防治”的原則，並採取一系列防治措施。只有綜合利用抗病品種、農業防治、化學防治及生物防治等各方面的措施，才能有效防止煙草根黑腐病病原菌的傳播、侵染和病害的爆發。 ^[3] 

對於煙草根黑腐病的化學防治主要使用甲霜靈錳鋅、甲基託布津、多菌靈等藥劑來防治。趙旭輝等的研究表明，移栽時用58%甲霜靈錳鋅700倍液灌根，移栽後5-8天用72%農用鏈黴素600倍液灌根，移栽後15-20天用58%甲霜靈錳鋅700倍液灌根，移栽後25天用80%氧化鈣20倍液灌根，移栽後35天用72%農用鏈黴素600倍液灌根，防治煙草根黑腐病的效果可以達到100%。趙永強的研究結果表明，甲基託布津、多菌靈、大生M-45和殺毒礬對煙草根黑腐病菌的菌絲生長有較強的抑制作用，且效果穩定。結合對這4種藥劑有效成分和作用機理的比較，多菌靈與大生M-45交替施用對煙草根黑腐病的防治效果最佳。 ^[3] 

化學防治雖然見效快，效果好；但是長期使用化學農藥來防治煙草病蟲害，一方面防治成本高，增加了煙農的種植成本，另一方面會造成植煙生態區域內的環境污染及煙葉農藥殘留等風險。因此，高效低毒低殘留的新型化學農藥的研究和開發將是未來農藥發展的重要方向。 ^[3] 

易龍等從煙草根際土壤中分離並篩選出了對煙草根黑腐病病菌有較強拮抗作用的芽孢菌株R27，該菌株能很好地抑制煙草根黑腐病菌菌絲的生長及其致病性；經拮抗菌菌液處理的煙苗發病率和病情指數與對照相比明顯降低，温室盆栽防效達80.2%。 ^[3] 

劉魯江等對冠菌素誘導甘藍幼苗抗黑腐病的研究結果表明，冠菌素在質量濃度為0.01、0.1和1.0毫克/升下均具有誘導甘藍幼苗抗黑腐病的效果，其中濃度為1.0毫克/升的誘導抗病效果最好。 ^[3] 

易龍等從土壤中篩選出的一株對煙草根黑腐病菌有較強拮抗作用的放線菌菌株TA21，無菌濾液試驗表明，在試驗濃度範圍內無菌濾液均能有效抑制煙草根黑腐病菌絲生長、減少孢子萌發；温室控病試驗結果表明，該菌株對煙草根黑腐病防治效果高達85.3%。 ^[3] 

陳小均等的研究表明，100-200克/畝（2移栽沾根）+1000倍（團棵期灌根）或300-1000倍孢子液分別在移栽和團棵期灌根，在同一田塊連年施用均能有效控制根腐病和黑脛病的發生，平均防效在76%以上。 ^[3] 

周文麗等將芪合酶基因轉化煙草並獲得轉基因煙草植株，對轉基因植株進行抗煙草根黑腐病的鑑定結果表明，在接種煙草根黑腐病16天后，4株轉基因煙草中僅有1株的根部出現部分變黑現象，其他3株生長正常且根部沒有發生病害，而對照植株根部都出現嚴重的發黑腐爛症狀，表明將芪合酶基因導入煙草植株並進行表達能提高其對煙草根腐病的抗能力。 ^[3] 

汪錢龍等對芽孢桿菌E-1的鑑定及其抑菌活性的研究結果表明，E-1對土傳病原細菌和真菌都有不同程度的拮抗作用，是一個具有較好開發潛能的生防菌株。 ^[3] 

鍾曉田等研究結果表明，育苗時，12盤基質中均勻拌入188克多肽保，能有效提高煙草苗期對黑脛病、煙草根黑腐病及病毒病的抗性，大田移栽時和移栽後15天分別以750克/公頃和2250克/公頃氹施多肽保，能夠有效地控制大田煙草黑脛病、煙草根黑腐病的發生。 ^[3]