落叶对苹果园Glomerella叶斑病初侵染源和病害进展的贡献

《Journal of Phytopathology》：Contribution of Fallen Leaves to Primary Inoculum and the Progress of Glomerella Leaf Spot in Apple Orchards

　　

由Colletotrichum spp.引起的Glomerella叶斑病（GLS）在季节间主要在果园地面的落叶和休眠植物组织中存活，这些组织成为春季病害发生的初侵染源。由于早期流行发展强烈依赖于初侵染源的可用性，因此移除落叶等措施可能延迟症状出现并有助于减少病害进展。本研究评估了减少源自果园地面苹果落叶的初侵染源是否会影响GLS的发生和进展。研究人员在2020/21（Exp1）和2021/22（Exp2）生长季进行了两次田间试验，比较了休眠期有或没有移除地面症状叶片的处理。总体而言，落叶的存在或移除并未影响叶片潜伏侵染的发病率，也未降低病害进展曲线下面积（AUDPC）。在Exp2中，无论果园地面是否有落叶，在距地面1.80 m处设置的孢子捕捉器捕获的分生孢子数量更高。这些结果表明，仅管理落叶不足以显著减少Colletotrichum的初侵染源。这一发现对于有GLS流行史的果园尤其相关，因为这些果园中初侵染源可能已在多年生植物组织中建立。因此，需要额外的综合管理策略来有效减少由初侵染源驱动的病害进展。

### 论文解读：落叶对苹果园Glomerella叶斑病初侵染源和病害进展的作用

#### 研究背景、问题与开展原因

Glomerella叶斑病（GLS）是苹果园夏秋季的主要病害，由Colletotrichum spp.引起，主要归属于C. gloeosporioides物种复合体（C. gloeosporioides species complex）和C. acutatum复合体。该病导致叶片出现红紫色病斑，在高温多雨条件下迅速蔓延，引起过早落叶，严重时落叶率超过80%，造成显著产量损失，并影响后续生长季。此外，病菌还可侵染果实，形成直径1–2 mm的浅表性栓质化圆形病斑，虽不发展成果腐，但影响商品果品质。在巴西，GLS在‘Gala’等高度感病品种中尤为严重，且以往被认为抗病的‘Eva’品种也出现了典型症状，引起种植者担忧。

GLS初侵染源的来源包括果园地面的落叶、休眠芽、枝条、落地的病果、树上的僵果、枝干溃疡斑以及植物体表。已有研究表明，在巴拉那州，Colletotrichum spp.可以在冬季的落叶中存活，但在南里奥格兰德州，病菌主要在休眠芽和枝条中潜存。鉴于初侵染源对流行建立的重要性，减少初侵染源的管理措施（如休眠期处理、清除病残体）有望提高防治效果并减少生长季杀菌剂使用。然而，Colletotrichum spp.的持久性表明单一措施难以完全消除病菌。落叶作为初侵染源的潜在作用已被关注，但尚未有研究系统评估其移除对GLS进展的影响。因此，本研究旨在明确上一季感染GLS的苹果落叶落地后作为初侵染源的作用，以及其动态和对病害进展的影响，通过量化Colletotrichum spp.分生孢子在树冠投影内的传播、检测无症状叶片中的潜伏侵染，并评估GLS的时序进展。

#### 主要关键技术与方法

研究人员在巴西库里蒂巴大都市区的两个苹果园开展了两季田间试验：Exp1（2020/21，9年生‘Gala’/Marubakaido砧木，株行距1.5×4.0 m）和Exp2（2021/22，18年生同一品种/砧木，株行距1.10×4.0 m）。两个试验均采用完全随机设计，12次重复，每重复2株树，共48株。处理为在芽萌动期前清扫地面落叶（移除）与保留落叶（对照）。主要技术方法包括：（1）利用孢子捕捉器（涂有凡士林的载玻片，置于塑料瓶内保护）在距地面0.30 m和1.80 m两个高度监测分生孢子传播，每周更换载玻片，用乳酚棉蓝染色后在显微镜下计数；（2）采用过夜冷冻诱导法（ONFIT）检测无症状叶片中Colletotrichum spp.的潜伏侵染，叶片经表面消毒、-20°C冷冻5 h后于25°C暗培养10天，观察典型结构；（3）标记一年生枝条上10片叶，每周评估GLS严重度（使用图示分级标准），并记录落叶，计算病害进展曲线下面积（AUDPC）。气象数据（降水、相对湿度、温度）来自NASA的POWER项目，并计算有利于GLS发生的天数（叶面湿润期>10 h且温度>15°C）。统计分析采用ANOVA和Tukey检验（P<0.05），数据不满足假设时进行转换。

#### 研究结果

**3.1 地面落叶中Colletotrichum spp.的存活**
在Exp2中，收集的落叶中24%表面出现典型Colletotrichum spp.繁殖结构，证实病菌可在落地病叶中存活。

**3.2 利用孢子捕捉器监测Colletotrichum spp.结构的传播**
两个试验中，无论是否移除落叶，1.80 m高度捕捉的分生孢子累计数量均高于0.30 m高度。在Exp1，两处理间各高度分生孢子数量无显著差异（1.80 m均值101–119个，0.30 m均值86–101个）。在Exp2，1.80 m高度叶片移除与保留处理均值分别为29和31个，0.30 m高度分别为18和11个（保留处理显著高于移除处理，但差异无生物学意义）。这一结果表明，初侵染源并非主要来自地面落叶，而更可能来自空中植物结构（如芽、枝条）。

**3.3 叶片中Colletotrichum spp.的潜伏侵染**
在无症状叶片经ONFIT处理后，叶片出现坏死并产生橙色分生孢子团。两试验中，0.30 m和1.80 m高度的叶片潜伏侵染率无显著差异。Exp1中潜伏侵染率为18.3%–24.1%，Exp2中为61.6%–69.2%，表明在症状出现前已有大量潜伏侵染存在，且与落叶管理无关，进一步支持初侵染源来自空中结构。

**3.4 Glomerella叶斑病在叶片上的时序进展**
在Exp1，不同处理与高度下的病害进展曲线相似。在Exp2，0.30 m高度的叶片严重度高于1.80 m，但AUDPC值在两种处理间及两个高度间均无显著差异（Exp1: 66.6–135.1；Exp2: 953.5–1227.6）。这说明落叶移除并未显著降低病害进展，因为GLS是循环性病害，二次侵染循环主导流行，少量初侵染源减少只会延迟发病，而不改变整体严重度。

#### 讨论与结论

讨论部分指出，本研究结果表明，单独管理地面落叶不足以显著减少Colletotrichum的初侵染源并控制GLS。尽管落叶可释放分生孢子，但孢子捕捉器在1.80 m高度捕获更多分生孢子，说明病菌主要从空中结构（如芽、枝条、僵果）传播，而非地面落叶。这与假设相反，因为若落叶为主要来源，雨溅传播会使近地面孢子更多。此外，Colletotrichum spp.的子囊孢子（ascospores）可能通过风力传播至高处，但其在巴西的发生频率和重要性尚不明确。潜伏侵染检测结果也支持空中结构作为初侵染源。AUDPC无显著差异，符合循环性病害中初侵染源减少仅延迟流行而非降低严重度的规律。因此，综合管理策略至关重要，包括休眠期铜制剂处理、修剪去除病枝、清除僵果和植物残体、使用生物防治剂等。

**研究结论翻译**：因此，单独将果园地面落叶移除作为管理策略不足以减少由Colletotrichum引起的病害进展。尽管该措施旨在减少初侵染源，但未考虑病菌在其他植物器官（如芽、枝条和僵果）中的存活，这些器官同样是重要的初侵染源。总体而言，本研究强调综合管理策略对GLS防治至关重要。一种结合落叶移除与针对其他病原存活部位（包括空中植物部分）措施的管理方法，对于有效减少初侵染源和病害进展是必要的。这些方法可包括通过休眠期处理（施用硫酸铜和氯氧化铜）进行常规化学管理，修剪枝条并清除果园植物残体，清除树上或地面的僵果，以及使用生物防治剂。