Harringtonia lauricola 在无其媒介红湾月乳浆菌甲虫(Xyleborus glabratus)存在下于檫木根系中的扩散

《Forest Pathology》:Harringtonia lauricola Spread in Sassafras Root Systems in the Absence of Its Vector, the Redbay Ambrosia Beetle (Xyleborus glabratus)

【字体: 时间:2026年07月21日 来源:Forest Pathology 1.3

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  月桂萎蔫病是一种由非本地病原物(Harringtonia lauricola)及相关甲虫媒介红湾月乳浆菌甲虫(redbay ambrosia beetle;RAB;Xyleborus glabratus)引起的维管束病害,影响北美樟科(Lauraceae)多种

  
月桂萎蔫病是一种由非本地病原物(Harringtonia lauricola)及相关甲虫媒介红湾月乳浆菌甲虫(redbay ambrosia beetle;RAB;Xyleborus glabratus)引起的维管束病害,影响北美樟科(Lauraceae)多种植物,包括具有重要生态与文化价值的檫木(Sassafras albidum)。自2002年发现媒介、2004年在佐治亚州萨凡纳附近发现该病以来,月桂萎蔫病已广泛扩散至美国东部,导致红湾、檫木及其他樟科植物大量死亡。本研究旨在评估在无甲虫媒介条件下,H. lauricola 通过檫木根系在个体间的扩散情况。研究人员于2020年5月在克莱姆森实验林(Clemson Experimental Forest)选定4块空间独立的含檫木林地,每块林地接种1–2株成熟檫木。在4年期间内,对所有地块内檫木按大小级与树冠损伤进行计数与分类。结果显示,接种后1年,在无 RAB 存在情况下,距接种树根际达3.6 m 的檫木根系中确认存在 H. lauricola。距接种树越近的檫木茎干萎蔫症状与死亡率越高。尽管出现显著死亡与萎蔫,4年术后所有样地中仍有近50%檫木存活。结果表明,在自然林分中,月桂萎蔫病可通过根蘖(root suckers)的地下病原移动从一株檫木茎干扩散至其他个体,但许多树木在接种数年后仍可存活。檫木月桂萎蔫病管理策略的制定需考虑此种病害扩散机制。
论文发表于《Forest Pathology》,该研究围绕月桂萎蔫病(laurel wilt)在无其主要媒介红湾月乳浆菌甲虫(redbay ambrosia beetle;RAB;Xyleborus glabratus)条件下的地下传播机制展开。月桂萎蔫病由病原真菌 Harringtonia lauricola(原 Raffaelea lauricola,隶属于 Ophiostomatales)与 RAB 共同构成致病复合体,自2004年在美国佐治亚州发现以来,已造成樟科(Lauraceae)多种重要树种如红湾(Tamala borbonia)、檫木(Sassafras albidum)及鳄梨(Persea americana)的大规模死亡,并对依赖樟科植物的专食性昆虫及野生动物造成连锁生态影响。既往观察提示病原可能通过根系连通在植株间传播,但因研究区普遍存在 RAB,无法排除地上媒介传播干扰,地下传播的直接证据尚缺。为此,研究人员在确认无 RAB 分布的南卡罗来纳州克莱姆森实验林(Clemson Experimental Forest;CEF)设置独立样地,通过人工接种 H. lauricola 并长期监测,明确无媒介条件下病原通过檫木根系扩散的距离、存活率及症状演变规律,为月桂萎蔫病管理机制提供实证依据。
为开展研究,研究人员选取 CEF 内4块空间独立、无 RAB 分布且檫木密度各异的林地作为样本队列,各样地至少含2株成熟檫木(源树)。于2020年5月按标准方法对每一样地最大径级源树进行基部钻孔接种 H. lauricola 孢子悬浮液,覆盖 parafilm 与胶带防二次感染,同时记录源树高、胸径(diameter at breast height;DBH)及树冠状况评分(0–5级)。各样地以接种源树为中心13.7 m 半径内所有活檫木按高度分为 A(<0.3 m)、B(≥0.3 m 且 <1.5 m)、C(≥1.5 m 且 <2.1 m)、D(≥2.1 m)四级,测量距接种树距离(Distance From Inoculated;DFI)、方位角并记录树冠评分。于接种后2周、1年(2021年4月)及4年(2024年5月)进行复查,其间用6漏斗 Lindgren 诱捕器配合 α?copaene 50 红湾信息素诱芯每周检查 RAB 存在与否。接种后2周采集源树及周边植株木质部组织,表面消毒后切片接种于环己酰亚胺?链霉素麦芽琼脂(cycloheximide?streptomycin malt agar;CSMA)培养14天并镜检确认 H. lauricola。1年后于样地1、2用气动铲(air spade)挖掘接种源树至周边症状幼苗间根系,沿根每0.5 m 取样检测病原与维管束染色,记录根径与 DFI。统计采用卡方独立性检验、PERMANOVA(999次迭代,RRPP 包)、二项回归分析病原及染色与根径、DFI 的关系,所有分析在 R v4.5.1 完成。
3 Results
接种前四样地共记录檫木454株,78%集中于样地4,44%为 A 级、36%为 B 级,各级大小分布(χ2=37.922,df=36,p=0.3818)与树冠状况(χ2=75.005,df=60,p=0.0918)均无显著样地差异,所有树评分≤3且无萎蔫。四样地接种均成功分离到 H. lauricola,整个研究期未捕获 RAB 或其他 ambrosia 甲虫,研究期内 Pickens 县及周边无月桂萎蔫病报道。接种后1年檫木数量未显著下降(χ2=13.385,df=10,p=0.2029),但4年后显著减少至226株(损失51%;χ2=25.534,df=12,p=0.0125),67%仍位于样地4。大小级 D 在所有样地4年均100%死亡,两两比较仅 D 与 A(z=2.2513,p=0.003)、D 与 B(z=1.6135,p=0.044)死亡率差异显著。树冠状况随时间(F=1.670,df=4,p=0.028)、样地(F=0.353,df=1,p<0.001)及大小级(F=1.751,df=3,p=0.033)显著不同,B 级症状最轻,最小与最大树症状最重;样地3评分最高、样地1最低,所有样地两两比较死亡率均显著差异(p<0.0001)。1年后 DFI 显著影响树冠损伤(t=?2.43,df=98,p=0.01),距接种树越近损伤越重。根系开挖显示样地1、2共45份根样中19份(42.2%)有维管束染色,11份(24.4%)确认 H. lauricola,染色与病原并非完全重合;最大根样品径51.2 mm 来自样地2源树且有染色与病原,最小含病原根径7.5 mm 位于样地2主根1.5 m 一级分枝,最远确认病原距离为样地2的3.6 m、样地1的2.0 m。根径与病原存在无显著关系(z=1.837,p=0.066),但与染色显著相关(z=2.613,p=0.009);DFI 对病原存在(z=?2.787,p=0.005)与染色(z=?3.313,p=0.0009)均有显著负向影响,越近接种树越易检出。
4 Discussion
本研究首次在无 RAB 条件下实验证实 H. lauricola 可通过檫木根系传播,1年内扩散至距接种源树3.6 m 处,此前宏观尺度扩散估算均包含 RAB 地上传播。研究期间未捕获任何 ambrosia 甲虫且植株无甲虫侵害痕迹,表明檫木死亡与病原地下扩散独立发生于媒介之外。理解地下扩散速率对月桂萎蔫病管理至关重要,类似橡树萎蔫病(oak wilt,由 Bretziella fagacearum 引起)亦具地上与根系传播,管理中常用深挖切断根接(root grafts)以阻断扩散,此法在商业鳄梨种植中可能适用但成本较高。大小级 D(直接接种源树)4年全死亡,A、B 级虽死亡率56%与58%但仍为剩余优势级,C 级下降最少(?20.5%),提示幼树相对耐受;根系传播与其他根传播病原类似呈不规律性,主根与细根结构及化学组成差异可能影响病原易感性,需进一步研究檫木根系特性对传播的作用。样地间树冠状况差异受密度、土壤、地形、湿度、风速等多变量影响,具体站点变量作用尚需探索。DFI 显著影响树冠状况与病原检出,越近接种树萎蔫越重,9 m 外植株初期症状后部分恢复至0级;病原与染色亦更常见于大径根,可能源于距源树近根径自然较大。综上,研究首次记录无 RAB 条件下 H. lauricola 在檫木茎干间地下移动,一年内确认扩散超3.5 m,未来檫木集群管理须考虑地下传播潜力,切断根连(如 trenching)等技术防控效果值得进一步研究。
研究结论部分翻译如下:
月桂萎蔫病是影响樟科多种具生态、经济与文化价值树种的严重病害。本研究首次记录了其病原 Harringtonia lauricola 在无关联甲虫媒介(RAB)条件下从茎干到茎干的移动,并确认接种后单年内 H. lauricola 可出现在距接种源树3.5 m 以外的根系中。在个体茎干可能通过地下相连的檫木树群中管理月桂萎蔫病时,应考量此种病原传播潜径。针对阻断月桂萎蔫病地下扩散技术(如挖沟切断根连)的研究,有助于拓展该病害的管理选项。
要不要我帮你把这篇论文解读里的专业术语(如 Ophiostomatales、root grafts 等)整理成一个带简要解释的术语表?
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