新西兰猕猴桃细菌性溃疡病发生现状及分析

摘要:新西兰是世界猕猴桃第三大生产国,第一大出口国,然而2010 年11 月起新西兰发生的细菌性溃疡病(Pseudomonas syringae pv.actinidiae) 正在对新西兰猕猴桃产业带来严重威胁。本文介绍新西兰溃疡病的发生现状,其中包括:溃疡病对新西兰猕猴桃的危害、病菌发生的症状及特点和新西兰对溃疡病的应对措施,分析并提出了新西兰溃疡病影响较大的可能原因。

新西兰猕猴桃细菌性溃疡病发生现状及分析

关键词:猕猴桃;新西兰;细菌性溃疡病

笔者2011年至今在新西兰植物与食品研究院(新西兰最大的猕猴桃科研机构,世界主要猕猴桃研究单位之一)访问研究,借此之便,收集新西兰猕猴桃细菌性溃疡病发生、发展资料,整理介绍其发生现状及新西兰对溃疡病的应对措施,旨在为中国果树产业及从业人员提供借鉴。

新西兰猕猴桃细菌性溃疡病发生现状及分析

一、新西兰猕猴桃产业概况

猕猴桃是新西兰最主要的水果之一,2000 年后种植面积基本稳定在1.0 万~1.3 万hm2 之间,产量在30 万~40 万t 左右,位居世界第三,其产量的90%以上用于出口,出口量居世界第一(表1)。主产区集中在丰盛湾(The Bay of Plenty)的Te Puke 等地,主栽绿肉Hayward(海沃德)和黄肉Hort16A(金果) 猕猴桃。

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2010 年全国猕猴桃面积约1.3 万hm2,其中0.24 万hm2 是金果猕猴桃,超过一半的金果猕猴桃种植情况见表1。猕猴桃销售依赖于全球最大的猕猴桃贸易公司新西兰ZESPRI(佳沛)集团,它拥有ZESPRI TMGREEN (佳沛绿肉)、ZESPRITMGREEN ORGANIC(佳沛绿肉有机)和ZESPRITM GOLD(佳沛黄肉) 3 个猕猴桃品牌,占有全球猕猴桃市场份额的35%。2010 年新西兰种植猕猴桃平均每公顷净利润为3.57 万元,其中,绿果、有机果和金果每公顷的净利润分别为3.01 万元新币(1 元新币约合5元人民币,2011),3.94 万元新币和6.09 万元新币,金果利润最高。

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新西兰猕猴桃产业不仅在世界猕猴桃产业中占据重要地位,在本国园艺产业中也有着举足轻重的地位,2010 年猕猴桃出口价值居鲜果第一,比第二位的苹果多出2 倍;在所有园艺产品中位居第二,仅次于葡萄酒。

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二、猕猴桃溃疡病在新西兰的危害

自新西兰发现猕猴桃溃疡病至2012 年1 月25 日,全国已报告有961 个果园感染了溃疡病,主要分布在丰盛湾地区,其中主产区Te Puke 779 个(Te Puke 为重疫区,约有1/4 的果园感染),Tauranga 77 个,Whakatane 47 个,Opotiki 29 个, Katikati 12 个,Waihi 12 个和Franklin 5 个。感病园占新西兰猕猴桃果园数目的29%,面积的37%。51%的金果(面积) 和33%(面积)的绿果被感染。

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(猕猴桃溃疡病)

据新西兰农林业部估计:溃疡病将使3 000 万盒金果减产到2 000 万甚至1 000 万盒。预计2013 年3 月底出口将减少到8 900 万盒,约减少21%,利润将下降到8.62 亿,约下降18%。预计2012 年Te Puke 仅有约40%的金果猕猴桃可以获得产量。金果利润最高,但金果也易于感染溃疡病。自2010 年11 月起,溃疡病严重影响了新西兰的猕猴桃生产,也对新西兰的经济产生一定影响,如果进一步恶化,将会波及销售、服务以及研究领域。

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(猕猴桃溃疡病)

三、猕猴桃溃疡病在新西兰的发病症状及特点

猕猴桃溃疡病由Pseudomonas syringae pv actinidiae (Psa)细菌引起,病害可引起植株死亡,该病不影响人和动物。在新西兰发现了2 种类型的Psa 病菌,其中Psa- LV(Less virulent, 弱毒系)在新西兰广泛存在;Psa-V (Virulent,强毒系),仅分布于Te Puke。发病多从茎蔓幼芽、皮孔、落叶痕和枝条分叉部开始,初期呈水渍状,流出乳白色黏液,不久转为红褐色。病斑迅速扩展,皮层和髓部变褐,髓部充满乳白色菌脓。病菌主要在病枝蔓上越冬,也可随病残体在土壤中越冬。早春病原菌从病部溢出,由植株的气孔、水孔、皮孔和伤口等侵入,潜育期4~6 天,病斑迅速扩大,病斑皮孔中流出大量黄褐色液体,阴雨天更为严重,造成重复侵染。感病程度与猕猴桃品种有较大关系,如与美味猕猴桃种相比,中华猕猴桃种更易感病。幼株比老株更易被感染。此病来势凶猛,具有隐蔽性、暴发性和毁灭性的特点。

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(猕猴桃溃疡病)

四、新西兰对溃疡病的应对措施

新西兰研究认为:溃疡病菌在实验室极易杀死,但杀死病菌而不伤害猕猴桃植株却较难,当病菌感染达到维管系统时,药剂处理效果不明显。一般的杀菌剂均可以杀死表面的溃疡病菌,但是残余的溃疡病菌很快就通过分裂产生新的病菌,在很短时间内,病菌量又达到了处理前状态,加之此病菌借风雨、昆虫和植物材料及农事操作过程和工具等传播,传播途径无法控制不易切断,持续的防护显得十分重要,因此在防治Psa 的同时,新西兰依据《生物安全法1993》(Biosecurity Act,1993)制定了一系列有关Psa 期间果园、包装公司、研究机构及从业人员条例,来限制Psa 传播。

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(猕猴桃溃疡病病疫区)

1.新西兰防治措施

(1) 果园Psa 监控及报告系统。

发布Psa 病症照片及文字说明,提供感染初期及二期病症,方便农场主对果园反复检查,重点检查伤口、芽眼、枝条分支处,判断是否感染Psa,粗查后由农场主上报给包装厂Psa 管理员,管理员将采集样品并进行登记,并送上一级检测。

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为提高检测的准确性和时效性,新西兰使用PCR 分子检测手段,30μl 反应体系中含50~100ng待检样品DNA,10pmol 引物PsaF1(5’- TTTTGCTTTGCACACCCGATTTT- 3’) 和PsaR2 (5’- CACGCACCCTTCAATCAGGATG- 3’),200μMdNTP 和1 个单位i- TaqTM 酶,PCR扩增时必须使用阴性(水) 和阳性(已确定为Psa 阳性的DNA)对照,目标PCR 产物为280bp 的DNA 片段。使用引物BOXA1R(5’- CTACGGCAAGGC GACCTGACG-3’) 区分Psa 的菌株类型。这种方法除可以检测出有症状和无症状的Psa 外,还可以区分出相似症状的叶片是否真正感染了Psa(Psa 感染叶片症状与其他生理或病菌症状相似)。

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(猕猴桃溃疡病感染特征)

(2) 农业防治措施。

清除病源:Psa 期间,依据材料及感病情况采取不同的处理方式。种质资源中个别发病轻者划痕涂药控制;严重者则剪除后涂药控制或直接移除。生产园中感病植株不论发病轻重多砍除烧毁,以彻底清除为主,病枝铲除后于固定位置集中烧毁或掩埋;未感染植株若因修剪或其他原因产生伤口,则均需立刻用油漆封闭伤口。实验室使用植物材料(不论是否携带Psa) 必须经申请后在固定地点使用,使用后丢弃前(包括未使用的材料)需高压灭菌。

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(猕猴桃溃疡病)

使用农药及杀菌剂:建议分别或者协同采用铜剂化学农药、生物防治剂和诱导物等或者限制性地使用KeyStreptoTM (streptomycin,链霉素)防治,以减少病源对未感染植株产生危害。依据果园卫生条例果农可以申请使用喷雾机对果园进行全面喷洒消毒,至今已喷猕猴桃果园面积3 999hm2:全国猕猴桃总面积的71%、金果面积的73%、丰盛湾猕猴桃面积的89%均至少喷雾过一次药水,使用最多的喷雾药为LiquicopTM。

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(猕猴桃溃疡病)

2.管理措施

发生溃疡病后,新西兰展开了以政府(新西兰农林业部)牵头,整合政府研究机构(新西兰植物与食品研究院)、大学(奥克兰大学、奥塔哥大学等)和私人研究室、营销企业、包装及冷库企业和生产者农场主联合参与的抗击溃疡病运动,利用网络平台www.kvh.org.nz (由Kiwifruit Vine Health Inc.主办) 向相关人员发布Psa 最新消息及研究成果。

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依据受Psa 的威胁程度新西兰国将果园划分为不同的区域:PZ区(Priority Zone):已感染Psa- V需优先控制的区域;HRA 区(High Risk Area):PZ 包围区,面临Psa- V 感染的高危险区域;MRA (Medium Risk Area):其他猕猴桃果园,面临Psa- V 感染的中等危险区域。各果园依所处区域不同,采用不同的管理措施。

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(1)果园管理措施。

《果园进出管理细则》:要求进出果园的任何人,在进入前需提交申请并得到许可,进出时确保自己及所携带物品不携带Psa 病菌,果园操作中要求穿防护衣帽及鞋套,车辆进出前后必须清洗并用硫酸铜消毒。

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(猕猴桃溃疡病)

(2)《果园卫生条例》。将病虫残枝、枯枝落叶及其他在此阶段产生的植物材料,分别放在各自的指定位置,依据清除条例进行深埋处理;所用工具、农具及设备等需消毒处理(剪锯、刮刀等用70%甲醇溶液浸泡)。果园卫生条例中规定了操作人员本身、植物材料及工具的消毒方法。

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(3)其他条例。除以上条例外,新西兰还制定了Psa 期间《果园采收操作条例》、《包装操作条例》、《授粉、花粉及蜜蜂规则》、《嫁接繁殖条例》、《清除条例》、《苗圃标准及指导》、《实验室人员操作条例》(笔者也参加了此培训,需考核合格才能工作)及《Psa 管理人员操作手册》,组织从业人员培训,建立了由下向上汇报的责任条例。所有条例的中心内容都是通过规则及技术,减少Psa 病源,降低Psa 的传播,降低Psa 对新西兰猕猴桃产业及经济的影响。

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猕猴桃溃疡病枝干症状

3.启动与Psa 相关研究

自2010 年11 月起,新西兰先后启动了一系列与Psa 相关的研究,研究主题涉及科学、工业、经济和环境等,主要包括:①检测、了解和防治Psa;②猕猴桃种质资源离体及活体保护、保存;③猕猴桃抗病育种,对已有的品系进行抗病鉴定并进一步开展新的抗病育种;④寻求其他抗病资源;⑤Psa 发生对新西兰及世界猕猴桃产业的影响,对新西兰经济的影响;⑥Psa 发生和防治过程对环境及其他生物的影响等。其中在分离Psa 菌株、Psa 的PCR 检测和Psa 的分子基础方面有了一定的进展。

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五、讨论

新西兰并非猕猴桃溃疡病首发也非唯一的受害者,该病首次报告于1989 年日本北海道,后在韩国、意大利及中国等地产生危害,但Psa 在新西兰的影响较大,这可能有如下原因:一是,新西兰猕猴桃主产区发现的Psa- V 菌株,致病能力高,此菌株Psa- V 未在日本出现,而与此相似的菌株在意大利出现并产生严重后果。1992 意大利发现猕猴桃溃疡病,2008 年后Psa 危害相当严重,2009 年主产区拉齐奥(Lazio region) 金果减产约10%,2010 年约40%。由此可见病菌致病能力是个关键。

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二是,新西兰所处地理位置及温暖湿润的海洋性气候特点适宜Psa- V 生存和蔓延。Psa 适宜生长温度在10~20℃间,生长需要高湿度。新西兰猕猴桃主产区Te Puke 夏季(1 月)最高平均温度23.7℃,最低平均温度为13.1℃,冬季(7 月)平均最高温度14.1℃,最低平均温度4.8℃,全年温度在9.5~18.4℃,年降水量1668mm,水量分布均衡,常年基本无干旱,这样的气候特点适合Psa- V 生长;加之新西兰海岸线长盛行海风,主产区Te Puke 位于丰盛湾(海湾),利于Psa- V 的传播;另外新西兰是猕猴桃宜生区,猕猴桃在此生长旺盛,幼叶、幼枝萌发迅速,增加了Psa- V 感染(幼叶、幼枝及幼株比老叶、老枝及老株更易被感染);

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三是,新西兰猕猴桃产业化程度高,高度集约化栽培,果园大,且多连成片,易于病菌流行;四是,新西兰商业种植品种单一,多为海沃德和金果,金果比海沃德利润高,但金果比海沃德更易感染溃疡病,因此造成较大的经济损失。五是,猕猴桃是新西兰园艺的支柱产业,此产业不仅直接影响到猕猴桃生产从业人员,而且还间接影响到其他产业,如储藏、运销及研究单位等,因此政府对猕猴桃产业非常重视,在一定程度上也提高了Psa 的知名度。

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纵观新西兰政府部门及研究机构对猕猴桃溃疡病的应对:他们反应迅速,协同合作,分工明确来减少病菌的扩散和蔓延,力求将病菌消灭在萌芽状态。同时加强抗病育种和资源保护,促进可持续发展。

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(猕猴桃溃疡病)

1990 年中国曾发生了猕猴桃溃疡病,陕西、安徽、四川及浙江等省份均有发生,但中国猕猴桃产业化程度不高,多为散户经营,户与户间距离较远,每户面积较小,延缓了病害传播;加之种植品种丰富,管理措施各异,个别品种如红阳易感病;研究中国猕猴桃溃疡病发病条件表明它是一种气候性病害,适于在低温(2~15℃)下生长,夏季高温在一定程度上抑制了病菌的发生和蔓延,因此在中国此病多表现为单家单户,但随着中国猕猴桃及其他果树产业化程度的提高,应引起从业人员的广泛重视,借鉴新西兰经验,加强政府、科研及产业间的大协作,为果树持续发展提供保证。

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