豆科植物是全球种植面积最大的作物之一,仅次于谷物(Rubiales, 2023)。它们是蛋白质及多种必需营养素的优质来源,为全球大量人口提供了基本的食物保障。此外,豆科植物具备固定大气氮的能力,是可持续农业系统中的关键组成部分,这也使得人们对这类作物的种植越来越重视(Ditzler et al., 2021; Iannetta et al., 2021)。不过和其他作物一样,它们的生产力也会受到生物性和非生物性胁迫的严重影响(Rubiales, 2023)。
限制豆科植物生产的生物性胁迫包括害虫、病害和杂草,这些因素在不同地理区域和种植方式下的发生情况各不相同。在地中海地区,列当、锈病和镰刀菌枯萎病是主要问题,而在气候较冷湿润的地区,霜霉病和根腐病则是制约豆科作物生产的常见病害(Rubiales et al., 2015)。在这些生物性胁迫中,由阿凡那霉引起的根腐病近几十年来已成为威胁豌豆(Pisum sativum)和扁豆(Lens culinaris)的最严重病害之一(Chatterton et al., 2023; Moussart et al., 2024)。该病原体最初在美国威斯康星州的豌豆田中被发现(Jones and Drechsler, 1925),随后在加拿大(Basu et al., 1973)、新西兰(Manning and Menzies, 1980)、澳大利亚(Allen et al., 1987)、欧洲(Persson et al., 1997)和亚洲(Yokosawa et al., 1974)也有报道。后来又有研究指出,该病原体能够感染多种豆科植物(Gaulin et al., 2007)。
阿凡那霉主要感染豆科植物的根系,导致根部及下部茎秆出现坏死和变色现象。随着感染的加剧,病原体会进一步破坏根部的皮层组织,导致细根大量死亡,进而影响根瘤的形成以及水分和养分的吸收。这些变化最终会导致叶片黄化、植株萎蔫,往往在豆荚形成之前植株就会死亡(Becking et al., 2022)(图1)。
由于阿凡那霉能够形成休眠结构——卵孢子,这类孢子在受感染的土壤中可存活超过十年,加之该病原体种群具有高度的遗传多样性,因此该病害的防治难度极大(Wu et al., 2018)。由于缺乏有效的化学防治方法,且抗性品种数量有限,目前控制该病原体的主要手段还是依靠农艺措施。这些措施包括与非寄主作物进行长期轮作、在排水良好的土壤中种植以及避免土壤板结(Wikstr?m et al., 2025)。在阿凡那霉流行的地区,建议在播种前检测土壤中的病原体含量,以避免在感染严重的土壤中播种(Chatterton et al., 2023)。总体而言,培育抗性品种仍是控制阿凡那霉根腐病最具有前景且最符合可持续发展理念的方法。