我国苜蓿病害研究进展
袁庆华 张文淑---中国农业科学院畜牧研究所

     ［摘要］综述了我国苜蓿主要病害的分布和危害、病原学、发生规律、抗性种质材料的遗传筛选和鉴定及综合防治等方的主要研究进展，并提出了后的研究方向和发展目标。
      ［关键词］苜蓿　病害　进展
      苜蓿是全世界最重要的豆科牧草，被誉为“牧草之王”。目前我国的苜蓿种植面积居各种牧草之首，达133万hm2。就苜蓿种植面积而论，我国居世界第6位。近几年来，随着我国草地畜牧业的发展和农业产业结构调整，苜蓿的种植面积进一步扩大，而病害问题日益引起生产者的重视。
      我国苜蓿主要产区西北、东北和华北都存在较严重的苜蓿病害。新疆豆科牧草病害大约有93种，其中苜蓿病害约25种。甘肃苜蓿病害32种。宁夏豆科牧草病害有34种，其中苜蓿病害有15种。内蒙古苜蓿病害约18种，吉林苜蓿病害约19种。在南方地区，虽然苜蓿种植面积不大，但苜蓿病害较为严重。云南豆科牧草病害有73种，其中苜蓿病害就有20种。江苏苜蓿病害约17种。
      苜蓿病害是由病原真菌、细菌、病毒等多种病原物所引起的，受害最大的部位是叶部和根部，通常称为叶部和根部病害。叶部和根部病害几乎在我国的苜蓿种植区均有发生。据不完全统计，全国的苜蓿病害大约有91种左右。苜蓿病害可使牧草产量大辐度减少，牧草营养成分降低，适口性下降，严重影响苜蓿的产量和饲用价值。 在过去的几十年里，我国牧草病理学研究者做了大量的工作，对一些重要的苜蓿病害进行了深入而系统的研究，在病害的病原学、发病规律、致病机理、防治措施等方面进行了广泛的探讨，并取得了可喜的进展。本文将对这些非军事化的结果予以综述，供我国苜蓿科技人员和生产者参考。
      1苜蓿病害的分布及危害
      1.1西北地区
      西北地区是我国的主要苜蓿产区，苜蓿病害的相关研究工作开展较多，对苜蓿病害的种类和危害程度有较多了解。南志标（1994）在新疆阿勒泰地区的研究表明，苜蓿丛枝病造成裸地面积达32%，单株鲜重减少37.9%。与健株相比，苜蓿霜霉病使单株鲜重减少48.32%，生殖枝数降低57.8%，发病率高达79%～100%。褐斑病在种子田的发病率达100%。据苏生昌（1997）报导，苜蓿褐斑病在北疆的病叶率为54.7%～100%，病指数在16.8%～90.1%。王雪薇（1998）在新疆8个地州的调查发现，苜蓿黄萎病发病率在10%～30%。苜蓿根腐病是限制新疆苜蓿生产的主要因素，根腐病可造成苜蓿死亡率达60.08%～73.45%。王雪薇（1994）在新疆布尔当真817苜蓿生产基地研究发现，苜蓿白粉病发癀率达90%。
      苜蓿霜霉病是甘肃省苜蓿产区的重要病害。在河西走廊的武威，苜蓿霜霉病发病率达48.5%，产草量减少35.5%～57.5%。在甘肃，感染霜霉病的苜蓿产量显著下降，病株比健株产量降低40.7%，病株的生殖枝数及每生殖枝的花数分别为健株的42.2%和59.3%。
      在甘肃省海拔2400m的中部山区和海拔3000m的祁连山地，苜蓿褐斑病发生严重，落叶率达50%以上，病重时牧草减少15%～40%，种子减产25%～57%，粗蛋白质含量下降16%，可消化率下降14%左右。苜蓿锈病严重发生时病叶的鲜重比健叶减少44%，粗蛋白减少18.2%，粗纤维增加14.83%，病草的适口性下降。
      在宁夏的田间调查发现，苜蓿花叶病发病率在50%以上，部分地区发病率为15%。苜蓿的叶部病害是引起苜蓿草地衰退、产量减少、品质下降的生要因素，其受害草地比未受害草地减产71.4%。
      1.2华北地区
      随着农业产业结构的调整，近年来华北地区苜蓿种植面积不断扩大，然而对该地区苜蓿病害的种类、分布及危害缺少深入系统的研究。一些初步的调查表明，华北地区苜蓿病害同样十分严重。笔者于1998年在北京房山地区苜蓿种植区进行男间病害调查，苜蓿杆霉病发病率达70%以上，重病地可达90%以上，牧草减产30%～50%。通过近两年对北京及周边地区苜蓿田间褐斑病的调查，发现重病地苜蓿褐斑病发病率可达80%以上，落叶率达60%以上，减产40%～60%。张文淑等（1994）对中国农科院畜牧研究所实验地内的140个苜蓿品种进行了花叶病的调查，发现其中有85个感病品种，病株率均在20%以上，病害严重度达500%～100%，鲜草损失率达10%以上，种子减产40%。
      1.3东北地区
      东北是我国苜蓿的主要产区之一，但有关苜蓿害的研究资料比较缺乏。戚佩坤（1966）曾在所编制的吉林省牧草病害名录中介绍了苜蓿的主要病害。陈申宽（1989）对内蒙古扎兰屯市苜蓿褐斑病的田间调查研究结果表明，发病严重的苜蓿植株下部1/3处叶片全部脱落，病株较健株叶片重量下降12.5%。笔者1999年对吉林省农科院牧草实验地内苜蓿的调查发现，公农2号苜蓿褐斑病发病率在30%以上，落叶率达10.5%～25%。
      2我国苜蓿病害的病原学研究　
      我国在主要苜蓿病害的病原学研究和鉴定上做了部分研究工作，并对主要病原菌的形态特征，生物学特性，培养性状及引致的病害症状做了较深入的研究。近年来，随着生物技术的应用，少数研究者还采用分子标记技术对病原菌进行鉴定。现根据以往我国的研究，将主要苜蓿病害的病原菌、形态特征、引致的症状等列于下表。 3苜蓿病害发生规律及环境条件的影响
      袁庆华等（2001）对苜蓿褐斑病病原菌的生物学特性及病害的发生规律做了系统的实验研究有。研究证明，苜蓿假盘菌在V—8培养基上子囊孢子萌发的适温是6℃～25℃，最适温度为15℃～20℃。适于子囊孢子萌发的pH值为3～8，最适pH值为5左右。芽管生长的适　10℃～30℃，最适生长温度是20℃。
      在田间条件下，对苜蓿褐斑病病菌最适宜的环境是温暖而潮湿的天气，当相对湿度达　98%以上，温度在15℃～25℃左右时，几天之内就会造成病害流行。研究还　发现，在合适的温度和湿度条件下，子囊孢子需经过20～25天的生长发育，才能形成成熟的子囊盘。一个成熟的子囊盘需经过8～15天，子囊孢子才基本释放完毕。在田间饱和空气下，子囊孢子在24～36小时内萌发并侵入寄主，病菌在田间最适侵染温度为10℃～20℃，而25℃～28℃时侵染减退，28℃以上停止侵染。田间旬平均气温在10.2℃～15.2℃，相对湿度达58%～75%时，褐斑病开始流行，当温度达16℃～17℃，相对湿度为79%～97%时，此病流行加快。
      研究发现，当旬平均气温达14.5℃～24.1℃时，影响褐斑病流行的主要因素是湿度。旬平均相对湿度在58%以上，有利于褐斑病的发生，并造成流行；而相对湿度在58%以下时，不利于褐斑病的发生。褐斑病在相对湿度98%以上，温度在18℃～20℃时，潜育期需10～12天（袁庆华，未发表资料）。该病菌以子实体在病株殊体上越冬，次年当环境条件适合时，子囊孢子做为初侵染源侵入寄主。
      关于苜蓿锈病的发生规律和影响因子，国内也有研究报导。在田间条件下，多湿有雾，植株表面常有液态水，气温在16℃～26℃时，有利于孢子萌发和侵入，易造成锈病的流行。过篱氮肥，种植密度大，可加重此病。锈菌靠冬孢子和休眠菌丝在苜蓿地下根茎中及残体中度过逆境，在暧地也可以夏孢子越冬，次年夏孢子成为初浸染源，靠气流和风传播，可多次侵染苜蓿。国内研究者认为，苜蓿锈病的转主寄主是大戟，有性世代在大戟上产生，容易产生新的生理小种，而使原抗病的品种失去抗性，所以在转主寄主上研究该病具有重要意义。
      刘若等（1989）、南志标（1994）、马振宇（1989）、李春杰（2000）等曾报道了对霜霉病的发生规律及影响因素的研究。苜蓿霜霉病是冷凉潮湿地区的病害，此类条件易于造成病害流行。温度18℃左右、相对湿度大于97%的条件，最有利于苜蓿霜霉孢子的生长。在我国祁连山高山草原和桑科草原海拔3000m的地区，6～8月份是高温、多雨季节，正是霜霉病发生和流行的最佳时期。也有研究者认为，即使在干燥温暖的地区，如果有连续数日的小雨、结露和大雾，同样可造成霜霉病的流行。在田间，霜霉菌的抱子借助于风和雨水的飞溅而传播到健株上，并在植株表面的液态水中萌发，以芽管从气孔侵入或产生吸器直接侵入植物体内。病菌丝体在根茎内渡过逆境，也可以卵孢子越冬，成为第二年的初侵染源。
      苜蓿根腐病的发生和流行受能力等。苜蓿根腐菌均为土壤习居菌，它们主要以菌丝体、厚垣孢子和菌核在土壤和土壤中的病残体上存活，丝核菌的菌核和镰刀菌的厚垣孢子均可在土壤中存活多年，这些病原体（菌丝体、厚垣孢子、菌核）是根腐病的主要初侵染来源。国外研究者报道镰刀菌可侵入苜蓿种子，以种子传播，国内这方面未见报道。
      苜蓿根腐病的发生和流行最关键的影响因素是土壤温度和土壤温度，它们不仅影响病菌的生长发育，而且对寄主的生长、病原菌与寄主之间的相作用都有显著的影响。许多研究结果证明，苜蓿根腐菌生长的最适温度是25℃～30℃，丝核菌菌丝生长，并进入休眠。根腐病的另一重要影响因素是土壤温度。潮湿的土壤或土壤含水量为70%～80%时，丝核菌根腐病易发生。
      虽然国内无苜蓿疫霉根腐病的发病报道，但该病是我国的主要检疫对象，对其发病规律应有所了解。苜蓿疫霉根腐病生长的最适温度为25℃。研究者还发现，疫霉根腐菌在草地受　淹的情况下发病严重，一方而因为病菌的孢子萌发和侵入需液态水；根受水浸泡后，表皮涨裂，伤口增多，利于病菌的侵入。
      实际上，苜蓿根腐病的发生和流行，受温度和湿度的共同影响，只有在最有利于病菌生长的温度和湿度范围内，根腐病才可流行，并造成大的损失。
      关于苜蓿花叶病的侵染、传播，国内外也有文献报道。许多研究结果表明，苜蓿花叶病毒靠汁液或蚜虫传播，种子也是带毒者，是新建草地重要的毒源。另外，受病毒感染的植株将成为终生的传毒者。所以，对于苜蓿花叶病毒应严格进行种子检疫，田间发现病株应连根挖出，以减少毒源，控制此病的传播。苜蓿花叶病毒最适发病温度为16℃～26℃，超过26℃后出现陷症现象。例如，该病在北京地区一般4月中、下旬开始出现症状，到6月份以后症状消失。
      综上所述，苜蓿不同症害　的发病条件，初侵染源，发病过程，病害的侵染循环规律，引起的症状和造成的损失等差异很大，任何一种病害的发生和发展受四个方面因素的影响，即：环境、病原物、寄生和人为因素。针对具体的某一种病害，确定其主要影响因素，是病害防治的关键所在。
      4苜蓿种质资源抗病遗传与育种研究
      抗病育种是最有前途的病害防治方法，已经在世界范围内受到越来越多的重视。近年来北美的研究者在苜蓿抗病遗传资源筛选中取得了明显的进展，例如美国科学家通过活体叶和茎的接种技术，从Delta品种中筛选出了第一个抗三叶草核盘菌的苜蓿种质材料MSR。我国的苜蓿地方品种、引进品种及育成品种数量不少，种质资源丰富，开展苜蓿抗病性筛选具有重要意义。
      近几年，我国研究者在该领域也有明显的研究进展。笔者在苜蓿褐斑病抗性鉴定与评价上做了一些研究，并首先从接种方法的选择入手，评价接种效果的可靠性，以便进一步评价不同苜蓿品种对褐斑病的抗性。苜蓿褐斑病传统上是采用整株接种及田间自然传染来评价，这种方法往往受到时间、地点、规模及接种效果等因素的限制，很难达到令人满意的结果。我们在苜蓿褐斑病抗性评价上采用离体叶片接种技术，结果表明比传统的整株鉴定效率高，果可靠。
      另一方面，笔者通过表型、基因型、生理生化及分子标记等手段先把抗病的苜蓿种质材料，在实验室条件下对国内外收集的250份苜蓿种质材料幼苗对褐斑病的抗性进行了筛选和评价。结果表明，苜蓿种质材料的抗病性存在很大差异，发病率在11.1%～100%之间，叶片病情指数在4.1%～73%之间变化。其中高抗品种的45份均来自国外，国内无一高抗品种，说明我国在苜蓿抗褐斑病品种的选育上与国外相比，差距较大，今后应特别重视抗病育种，选育出我国自己培育的抗病品种。同时，又对其中的5个品种（病指数在13.48%～33.68%）做进一步的研究，从每个品种600株苗中用离体叶片接种，每一单株均经过四次接种选择，分别从每个品种中选出10株最抗的和10株最感的，进行分子标记（RAPD），已发现在所筛选的160个10碱基随机引物中，存在有与苜蓿褐斑病的抗性基因连锁的RAPD标记（OPC19/1000)。对苜蓿褐斑病抗、感材料的三种酶（PPO、POD、SOD）活性及同工酶测定表明，抗性材料比感病材料酶活性高，酶带丰富。
      候天爵（1986）、陈申宽（1994）在田间自然感病条件下分别对苜蓿的60个品种和12个品种进行抗性评价，同样认为不同品种间抗性存在较大差异，评价中发现有些抗性不稳定，可能是受不同年份气候条件的影响，另　一方面可能受病害分级标准、取样时间和次数的影响。
      南志标（1991）在田间条件下对苜蓿的103个品种进行了抗锈性评价，结果表明，苜蓿受锈病侵染后，牧草产量显著下降，与株相比下降率44%，粗蛋白下降18.28%。不同苜蓿品种对锈病的抗性差异明显。而且在研究中发现，同一品种内不同株之间病情差异较大，如：“富平”及“抗旱”二个苜蓿品种不同群体间反应型和病指数均差异大，说明同一品种内，不同株间抗必基因型存在差异，可利用单株选育法，分子标记法进行选育，进行抗锈育种，以提高品种的抗锈性。有研究者认为，苜蓿对锈病的抗性与染色钵数目有关，染色体数目为16的是高度抗锈品种。
      苜蓿对霜霉病抗性的评价和鉴定，我国研究者们也做了大量的工作。这些研究包括田间条件下苜蓿品种对霜霉病的抗性评价，室内人工接种鉴定等。中国农科院兰州畜牧与兽药研究所于1998年选育出我国第一个抗苜蓿霜霉病的新品种“中兰一号”。该品种对霜霉病的抗性较强；无病枝率达95%～100%，比对照品种增产22.4%～39.9%。
      苜蓿对霜霉病的抗性遗传是由多基因控制的，抗性基因转育较难。研究者们认为，苜蓿中有大量的抗性种质资源存在，苜蓿种质材料的抗病性与种质来源有关，也与苜蓿霜霉菌的高度寄生专化性有关。
      关于苜蓿其它叶部和根部病害种质资源的抗性评价与鉴定，国内还未见有详细的研究报道的。主要的研究工作是放在病原的鉴定和病情的田间调查上，而有关抗病性鉴定方法、苜蓿品种资源抗性表现的评价、环境条件对苜蓿品种抗性表现的影响等研究工作，目前尚属空白。
      5综合治理研究进展
      苜蓿叶部病害中有许多是重要病害，如苜蓿褐斑病，霜霉病，锈病，各种叶斑病等。这些病菌都可在苜蓿的根茎内或病株残体上越冬，它们是第二年病害的主要初侵染源，在田间主要是靠气流、风和雨水传播病菌，可反复多次侵染，是造成病在大流行的主要原因。所以，靠单一的化学防治或栽培措施，难以达到期待的防治效果。另外，一些重要的病菌均是专性寄生菌，如霜霉菌、锈菌、白粉菌等，对寄主有高度的专化性，对这类病害最理想的防治措施是抗病品种的选育和利用。目前，我国已培育出苜蓿抗霜霉病的品种，有望在不久的将来，会有更多的抗病性品种被培育出来。
      苜蓿根腐病是一种典型的土传病害，病原种类较多。病原菌中有来自土壤和病残体的丝核菌，又有来自种子、土壤和病株残体的镰刀菌，并且镰刀菌中又有许多种可侵染苜蓿植株引起根颈腐烂。另外，苜蓿根腐病菌可在苗期从根部侵入，也可在成株期从根部直接或从伤口侵入，所以使用化学防治均无法有效控制此病的发生。因此防治该病应以选育和利用现品种为基础，并通过增施有机肥料、磷肥和钾肥、增加土壤中的C/N比、改善土壤排水条件、多品牌布局、与其它禾本科牧草轮作等，建立综合防治技术体系。这样，可以有效地控制根腐病的发生，并已在近年的根腐病防治上发挥了重要的作用。
      6小结
      我国西北、东和华北等苜蓿主要产区有较严重的病害发生，主要有褐斑病、霜霉病、锈病、白粉病、根腐病和一些叶部病害。褐斑病的发生最为普启蒙，在各地均有发生。锈病发生也较普遍，尤其在北方温暖潮湿地区为害严重。霉病主要发生在潮湿地区，白粉病主要发生在干旱地区，而根腐病主要发生在高寒地区。各种病害在苜蓿上造成的产量损失大约在15%～70%之间。防治上应采用综合防治，化学防治能造成环境污染，长期使用易产生抗药性，选育和培育抗病品种是防治的重要手段。
      根据我国苜蓿病害研究的现状和趋势，提出如下建议：
      第一，加强苜蓿病害的深入调查和研究。今后，我们应有针对性地对我国苜蓿主要生产区的病害进行深入而系统的调查，查明各地区一些主要的病害、未发现的病害、国内还没报道的病害。并有针对性地对危害性大的病害进行综合防治技术的研究，对未知的或不熟悉的病害进行病原学和发生规律的研究。
      第二，重视对苜蓿草收获后储存阶段病害的研究。随着苜蓿产业化的发展，牧草收获后草产品的储藏过程中，受多种腐生菌的侵害，其造成的损失巨大，不仅降低苜蓿品质，而且，真菌孢子可引起家畜和饲养人员的呼吸道疾病，这一点已经引起国外研究者的重视，而我国对苜蓿收获后真菌病害的防治研究（尤其是抗真菌种质资源研究）尚属空白，今后的研究应重点加强这方面的研究工作。
      第三，重视苜蓿品种抗病机理的研究，为抗病品种选育提供依据。目前我国苜蓿主要病害的研究主要集中在病原的田间调查和品种抗性评价上，而在苜蓿主要病害的抗性机制方面，未进行千丝万缕诉研究。今后要有重点地开展这方面的工作，明确与抗性密切相关的关键性化学物质及其作用方式。
      第四，加强苜蓿抗病遗传与育种研究。与发达国相比，我国在该研究领域差距甚大，研究积累极其有限，对我国主要苜蓿品种资源抗病害的遗传基础尚不清楚，因此急需开展此项研究工作，为今后利用谷子标记进行抗性辅助育种奠定理论基础。
      第五，加强苜蓿病害的检疫工作。目前我国尚未发现的主要苜蓿病害有苜蓿细菌性凋萎病（Corynebacterium insidiosum)和苜蓿疫霉根腐病（Phytophthora megasperma)等。苜蓿细菌性凋萎病于1924年首次在美国发现，后在加拿大、欧洲、苏联、南美和澳大利亚等国先后报首此病。它是一种毁灭性的病害，据加拿大苏联报道，此病可使牧草减产57.5%，种子减产54%，荚果减产41%，是我国重要的检疫对象。苜蓿疫霉根腐病也是重要的检疫对象，严重时造成植株死亡达30%～60%，应引起高度的重视，严格控制这些危险性病害的传入。