通过使用单独的保护罩和系统性施用氧四环素来延缓柑橘树感染亚洲柑橘 Liberibacter candidatus 病毒
《Frontiers in Plant Science》:Delaying Candidatus Liberibacter asiaticus infection of citrus trees through use of individual protective covers and systemic delivery of oxytetracycline
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时间:2025年10月28日
来源:Frontiers in Plant Science 4.8
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柑橘黄龙病(HLB)管理研究中,采用Individual Protective Covers(IPCs)预防初期感染,并结合 trunk injection of oxytetracycline(OTC)进行后期治疗。实验发现OTC注射显著提高感染 trees的产量(2024年增产2.57 kg/树)和果实质量(糖酸比提升至13.0),同时未破坏根际微生物多样性(Simpson指数差异<0.05)。IPCs保护组树高较对照组增加22%,且在OTC注射后仍保持优势。OTC residues在叶片维持180天,但根际残留量<0.06 μg/g。研究证实整合预防-治疗策略可有效延缓HLB进程,且OTC trunk injection具有环境友好特性。
柑橘黄龙病(Huanglongbing, HLB),又称柑橘绿斑病,是全球柑橘生产中最具破坏性的病害之一。该病由一种限制在韧皮部的细菌——*Candidatus* Liberibacter asiaticus(简称*C*Las)引起,并通过亚洲柑橘木虱(*Diaphorina citri*)传播。HLB会导致植株生长衰退、纤维根损失以及果实产量和品质的显著下降。近年来,一种通过树干注射方式系统性地输送氧四环素(OTC)的方法已在佛罗里达州获得批准,作为一种针对性疗法,用于降低*C*Las的菌量并改善树体健康。与此同时,个体防护罩(Individual Protective Covers, IPCs)已被采用,以通过防止木虱接触新梢,从而延迟新种植柑橘树的*C*Las感染。本研究探讨了在IPC使用后结合树干注射OTC的综合应用策略,以评估其对柑橘树在两个连续生产季节中的影响。
实验中种植了‘Valencia’甜橙树,其嫁接在US-812和US-942两种接穗上,于2020年12月在佛罗里达州西南部HLB流行地区进行种植。IPC在种植时安装,并在18个月后移除。首次OTC注射在2023年5月进行,即IPC移除后的10个月,第二次注射则在2024年5月进行。实验设计采用2×2×2因子设计,考察感染史(早期感染和晚期感染)、接穗品种(US-812和US-942)以及注射处理(OTC注射和未注射)对树体反应的影响。
在第一年,感染史对树体大小、果实产量、总可溶性固形物(TSS)、TSS/可滴定酸度(TA)比值以及果皮颜色具有显著影响。晚期感染的树木表现优于早期感染的树木,无论注射处理和接穗品种如何。在第二年,OTC注射的树木表现出显著更高的产量、改善的果汁质量和更健康的树冠,无论感染史和接穗品种如何。纤维根微生物组的分析基于16S rRNA测序,结果显示OTC注射对细菌的α多样性或β多样性没有显著影响,且在不同处理和时间点上观察到稳定的群落结构。这表明,通过树干注射系统性输送OTC可能不会对根系内生菌群造成重大干扰。
本研究的结果展示了将预防性(使用IPC)和治疗性(OTC血管输送)策略相结合在可持续管理HLB方面的有效性,同时保持微生物群落的完整性。此外,这一策略也为世界范围内HLB流行的柑橘生产提供了可行的模式。在使用IPC保护树木后,OTC注射作为一种补救措施,可以有效减少疾病进展,从而维持树木的健康和产量。
为了进一步了解OTC注射对树木生长、健康和产量的影响,本研究采用了多种分析方法。树体生物测量、树冠健康视觉评级以及叶片大小测量在2024年11月进行。结果显示,晚期感染的树木比早期感染的树木更高、树冠体积更大、树冠密度更高。注射处理显著提高了这些指标,表明OTC对树体健康的积极作用。同时,叶片的叶绿素含量(SPAD值)在OTC注射的树木中也更高,进一步支持了树木健康改善的结论。
在果实产量和品质方面,OTC注射的树木在两个生产季节中均表现出更高的产量和更好的果实质量。2023-2024年的产量数据显示,晚期感染的树木产量显著高于早期感染的树木,而OTC注射的树木产量也显著高于未注射的树木。在2024-2025年的生产季节中,这一趋势更加明显。此外,OTC注射的树木还表现出更大的果实体积、更高的果实重量和更佳的果皮颜色。在果汁质量方面,OTC注射的树木果汁中总可溶性固形物(TSS)含量更高,且TSS/TA比值显著改善,这在佛罗里达州的果汁市场中尤为重要,因为种植者通常根据TSS获得经济补偿。
关于叶片营养成分的分析显示,OTC注射并未对叶片中的主要和微量元素含量产生显著影响,尽管这些营养成分在柑橘生长中至关重要。这可能与研究期间定期施用缓释肥料有关,使得OTC注射对营养成分的影响不明显。然而,研究中也发现,不同接穗品种对某些营养成分的影响存在差异,例如US-942接穗诱导的氮和磷含量略高于US-812接穗。
此外,本研究还分析了根系内生菌群的变化。结果表明,OTC注射对根系微生物的多样性和群落结构没有产生持久的影响,这可能是因为OTC在根系中的残留量较低,且其输送方式较为精准,减少了对周围环境的污染。这一发现对于评估OTC作为HLB管理策略的生态影响具有重要意义,同时也为未来在柑橘种植中使用抗生素提供了理论支持。
综合来看,本研究的结果表明,IPC与OTC注射的结合策略在延缓HLB感染和改善柑橘树健康方面具有显著成效。IPC在树木建立初期有效防止了木虱和*C*Las的感染,而OTC注射则在树木感染后发挥了治疗作用,有效降低了细菌含量并提升了产量和品质。同时,OTC注射对根系微生物群落的影响较小,表明其在维持生态平衡方面具有一定的优势。这一策略不仅为佛罗里达州的柑橘种植者提供了新的管理工具,也为全球其他HLB流行的地区提供了可借鉴的模式。未来的研究需要进一步探讨不同柑橘品种和接穗组合对OTC注射的响应,以及在不同环境条件下的长期效果。
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