香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种在‘巴西蕉’植株及根际土壤中的时空分布.pdf

饶雪琴,唐瑞,李华平.香蕉枯萎病菌 1 号和 4 号生理小种在巴西蕉植株及根际土壤中的时空分布 J.华南农业大学学报,2023,44(4):563-569.RAOXueqin,TANGRui,LIHuaping.SpatiotemporaldistributionofFusarium oxysporumf.sp.cubenserace1andrace4inBrazilianplantandrhizospheresoilJ.JournalofSouthChinaAgriculturalUniversity,2023,44(4):563-569.香蕉枯萎病菌 1 号和 4 号生理小种在巴西蕉植株及根际土壤中的时空分布饶雪琴，唐瑞，李华平(广东省微生物信号与病害防治重点实验室/华南农业大学植物保护学院,广东广州510642)摘要:【目的】香蕉 Musaspp.是我国重要的经济作物之一，由尖孢镰刀菌古巴专化型 Fusarium oxysporumf.sp.cubense(Foc)引起的香蕉枯萎病蔓延快、根治难，严重阻碍了我国香蕉产业发展。由于 Foc 菌量和空间分布与其侵染和致病作用直接相关，探索 Foc 在巴西蕉Musa acuminateL.AAAgroup,cv.Brazilian 植株和土壤中的时空分布具有重要意义。【方法】采用伤根接种法对巴西蕉苗分别接种香蕉枯萎病菌 1 号生理小种(Foc1)和 4 号生理小种(Foc4)，通过实时荧光定量 PCR 技术检测接种后不同时间、不同香蕉组织及根际土壤中的菌量，分析了香蕉枯萎病菌在植株和土壤中的时空分布。【结果】温室中接种 Foc 后 221d 内，巴西蕉根部和球茎中 Foc1 和 Foc4 菌量随时间延长而逐渐增加，但 Foc4 菌量始终大于 Foc1；在巴西蕉球茎中，Foc1 和 Foc4 分别在接种后 21 和 14d 菌量达到最大。田间接种 Foc 后 30d，离巴西蕉植株地面半径(r)5cm、地下深度 2530cm 土壤中的 Foc1 和 Foc4 菌量最大；而 r 为 15 和 30cm 时，地下深度 1015cm 土壤中的Foc 菌量大于 05 和 2530cm 的菌量；在相同 r 和地下深度的巴西蕉根际土壤中，一般 Foc4 菌量大于Foc1。【结论】Foc1 和 Foc4 菌量在巴西蕉植株和根际土壤中具有明显不同的时空分布，同一空间中 Foc4 菌量大于 Foc1 菌量，研究结果可为香蕉枯萎病的发生流行、预测预报和防控提供一定的理论指导。关键词:巴西蕉；香蕉枯萎病；尖孢镰刀菌古巴专化型；根际土壤；时空分布；实时荧光定量 PCR中图分类号:S436.68文献标志码:A文章编号:1001-411X(2023)04-0563-07Spatiotemporal distribution of Fusarium oxysporum f.sp.cubenserace 1 and race 4 in Brazilian plant and rhizosphere soilRAOXueqin,TANGRui,LIHuaping(GuangdongProvinceKeyLaboratoryofMicrobialSignalsandDiseaseControl/CollegeofPlantProtection,SouthChinaAgriculturalUniversity,Guangzhou510642,China)Abstract:【Objective】Banana(Musaspp.)isoneoftheimportanteconomiccropsinChina.However,bananafusariumwiltcausedbyFusarium oxysporumf.sp.cubense(Foc)seriouslydevastatesthedevelopmentofbananaindustryinChinaduetotherapidspreadanddifficultcontrolofthisdisease.ItisimportanttoexplorethespatialandtemporaldistributionofFocinBrazilian(Musa acuminateL.AAAgroup,cv.Brazilian)plantand rhizosphere soil,which are directly related to infection and pathogenicity of Foc.【Method】Brazilianseedlingswereinoculatedwithrace1(Foc1)orrace4(Foc4)bywoundingrootsingreenhouse,theamountand收稿日期：20221020网络首发时间：2023033009:25:45首发网址：https:/ of Foc4 were higher than those of Foc1 in most cases.【Conclusion】Foc1 and Foc4 have asignificantlydifferentspatialandtemporaldistributioninBrazilianplantandrhizospheresoil,andthecontentofFoc4ishigherthanthatofFoc1inthesamespace,whichprovidesatheoreticalguidancefortheepidemic,predictionandpreventionandcontrolofbananafusariumwilt.Key words:Brazilian;Fusariumwiltofbanana;Fusarium oxysporumf.sp.cubense;Rhizospheresoil;Temporalandspatialdistribution;Real-timequantitativePCR香蕉 Musaspp.是我国重要的经济作物，由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporumf.sp.cubense,Foc)引起的香蕉枯萎病不断扩散蔓延，使我国香蕉产业发展严重受阻。根据 Foc 在不同香蕉品种上的致病性差异，将其分为 Foc1、Foc2和 Foc4 等 3 个不同生理小种1。按照病害发生的地理区域等因素，进一步将 Foc4 分为热带 4 号小种(Tropicalrace4，TR4)和亚热带 4 号小种(Subtropicalrace4，STR4)2；Foc1 分布于世界各地，侵染范围较广3，而 TR4 为目前世界各地香蕉中蔓延最广、危害最重的香蕉枯萎病菌 2。我国自1996 年在广东番禺大面积发现香蕉枯萎病以来，随后在海南、福建、广西和云南等地相继发现 Foc4 引起的香蕉枯萎病4。目前为害我国香蕉的枯萎病菌主要是 Foc1 和 Foc4 生理小种5-6，其中，Foc4 多数为 TR47，该菌在热带亚热带地区均有较强致病力，严重威胁我国香蕉产业5。研究 Foc 侵染香蕉最常用的方法是利用激光共聚焦扫描显微镜观察荧光蛋白标记的 Foc8-9。Li 等8采用绿色荧光蛋白标记 FocTR4和 Foc1，然后分别接种巴西蕉，发现两者侵入方式不同，FocTR4 从表皮细胞间或者伤口侵入，而 Foc1 只能通过伤口侵染。Xiao 等10发现绿色荧光蛋白标记的 Foc4 先侵入巴西蕉幼根表皮，随后侵入球茎和假茎，Foc 菌丝在假茎中最多、球茎中最少。Dong 等11发现接种 Foc 后7d，在巴西蕉假茎和叶鞘中均能检测到标记的 Foc4，但检测不到标记的 Foc1；接种后 1530d，在叶片中能检测到 Foc4；在巴西蕉根和球茎中 Foc4 菌量高于 Foc1。刘磊等12通过平板菌落计数法发现，Foc 在香蕉植株内的分布因样地发病程度和植株部位不同差异显著，球茎中的 Foc 明显高于其他部位。这些学者利用不同的方法研究香蕉枯萎病菌侵染过程，为香蕉枯萎病菌致病和病害流行提供了参考。香蕉枯萎病萎蔫症状主要是由于维管束堵塞造成营养和水分运输受阻 8。Foc 侵染过程反映了香蕉体内Foc 的变化，而 Foc 分布与其侵染和致病性直接相关。由于香蕉枯萎病是一种菌量依赖性病害13，土壤中病菌含量是决定香蕉植株能否发病以及病害严重程度的影响因素。目前鲜见枯萎病菌在病株土壤中空间分布的相关报道，探究香蕉枯萎病菌在寄主体内和根际土壤中的分布是研究香蕉枯萎病菌致病机制和病害流行的重要基础。本研究对香蕉植株内及根际土壤中 Foc 含量及分布进行分析，旨在为香蕉枯萎病菌的侵染和致病机理研究提供理论依据。1 材料与方法 1.1 材料试验材料为对 Foc1 抗病、对 Foc4 感病的巴西蕉Musa acuminateL.AAAgroup,cv.Brazilian。Foc 均为华南农业大学植物病毒实验室保存，Foc4菌株为 TR4XJZ2(VCG01216)，Foc1 菌株为 Foc1FJZ3(VCG01221)。温室试验取“五叶期”盆栽幼苗置于防虫网室中，大田种植于华南农业大学教学科研基地。1.2 样品总 DNA 抽提和引物合成香蕉枯萎病菌总 DNA、土壤总 DNA 以及香蕉总 DNA 提取分别采用 MAGEN 生物公司的真菌564华南农业大学学报(https:/ DNA 以及广谱性植物 DNA 抽提试剂盒，具体方法参考说明书。利用核酸蛋白分析仪测定 DNA 浓度及 D260nm/D280nm比值。根据 GenBank 中香蕉枯萎病病菌序列，利用Primer3 分别设计 FocPCR 和实时荧光定量 PCR引物，引物由上海生物工程有限公司合成，具体见表 1。本研究中引用的引物以及设计的引物经试验证明，对相应 Foc 生理小种都有特异性4,14-15。表 1 本研究引物信息Table 1 The primers used in this study引物Primer引物序列(53)Primersequence鉴定小种Race片段长度/bpFragmentlength来源SourceFOC1CAGGGGATGTATGAGGAGGCT424214FOC2GTGACAGCGTCGTCTAGTTCCFoc1-FGTCGGATGTTGTGATGTCGG1208本研究ThisstudyFoc1-RAAGGCTGGTGAAGGAGTTGTW1805FGTTGAGTCTCGATAAACAGCAAT13544W1805RGACGAGGGGAGATATGGTCRPS2-RTAGCGTCATCATTGGCTGGGA内参基因12215RPS2-STAGGGATTCCGACGATTTGTTTReferencegene 1.3 实时荧光定量 PCR 方法提取 Foc 侵染的巴西蕉根部 DNA，以其为模板进行 PCR 扩增。电泳后，将目的片段切胶回收，连接至 pMD18-T 载体上。经 PCR 和酶切，鉴定为阳性的重组质粒送生工测序，选取相似性大于90%的作为阳性重组质粒，分析其浓度，计算拷贝数。以 10 倍梯度稀释的质粒 DNA 作为绝对定量标准品。标准曲线由系列稀释的量化目标DNA和Ct值生成。实时荧光定量 PCR 进行 3 次生物学和技术重复。1.4 香蕉枯萎病菌接种液的制备和接种将80 保存的 Foc1 和 Foc4菌种接种在PDA固体培养基上，28 恒温培养箱中培养1 周。将无菌水洗脱的孢子添加至 YPD液体培养基中恒温振荡培养，Foc1 和 Foc4 培养温度分别为28 和 26。培养 3d 后，将培养液离心，孢子沉淀用无菌水洗 2 次，调整孢子浓度备用。香蕉枯萎病菌温室接种采用伤根接种法11，接种后的香蕉置于 2532 温室内培养。Foc 孢子浓度为 1105mL1，无菌水作空白对照，每个处理15 株幼苗。大田种植的健康巴西蕉株高 1m左右接种，在每株植株半径为 0.5m 内用取土器伤根后，浇灌 1.5106mL 1的 Foc 接种液 1L。Foc1 和 Foc4 各接种 5 株。1.5 香蕉枯萎病调查和样品收集对接种后香蕉发病情况进行调查，计算病情指数，枯萎病分级标准参考 Brake 等 1 6。对接种Foc1 和 Foc4 的盆栽幼苗分别于接种后 2、4、6、8、10、14、21d 采集根、球茎、球茎以上 34cm 处假茎和刚展开的第 1 叶进行 Foc 检测。接种后 30d，对大田种植的巴西蕉植株不同部位进行PCR 检测，采集病株不同方位(东、南、西、北)、离植株不同地面半径(r 分别为 5、15、30cm)处不同深度(h 分别为 05、1015、2530cm)的土样进行混合，共获得 9 组土壤样品，20 保存，试验重复 3 次。1.6 巴西蕉植株和根际土壤中 Foc1 和 Foc4菌量及统计分析分别提取接种 Foc1 和 Foc4 的巴西蕉植株不同部位和不同土壤 DNA 作为定量模板，进行实时荧光定量 PCR 扩增。通过计算确定不同样品中 Foc1 和 Foc4 菌量。试验数据均用平均值标准差表示，采用 SPSS19.0 统计软件(IBMcompany,Armonk,America)进行方差分析，采用 Duncans 法检验差异显著性。2 结果与分析 2.1 实时荧光定量 PCR 方法的建立分别以制备的重组质粒标准品为模板，建立Foc1 和 Foc4 实时荧光定量 PCR。结果(图 1)表明，Foc1 和 Foc4 质粒标准品拷贝数分别为 1.051081.05102和 7.091087.09102L1；所建立的2 种标准曲线的决定系数(R2)均为 0.999，Ct值与拷贝数线性关系良好，扩增效率(E)分别为 107.1%和 94.1%，达到了实时荧光定量 PCR 标准曲线的要求(R20.98，90%E120%)(图 1A 和图 1B)。Foc1 和 Foc4 的扩增曲线光滑平稳，间隔均匀，分为扩增期、线性增长期和平稳期(图 1C 和图 1D)。溶第4期饶雪琴，等：香蕉枯萎病菌 1 号和 4 号生理小种在巴西蕉植株及根际土壤中的时空分布565解曲线峰单一(图 1E 和图 1F)，说明 Foc1 和Foc4 扩增具有特异性。因此，本研究成功建立了Foc1 和 Foc4 的实时荧光定量 PCR 检测方法。2.2 巴西蕉接种 Foc1 和 Foc4 的症状Foc1 伤根接种巴西蕉8d 后，球茎开始变褐，且随时间增加褐变逐渐加重；在接种后 21d，巴西蕉叶片保持绿色，说明 Foc1 侵染前期只影响根部和球茎，不影响地上部。而接种 Foc4 后6d，球茎变褐，并且随着时间的增加褐变越来越严重。在接种后 21d，地上部叶片开始变黄。说明Foc4 对巴西蕉致病性比 Foc1 强。2.3 Foc1 和 Foc4 在巴西蕉根部及球茎中的菌量变化分别提取 Foc1 和 Foc4 接种的巴西蕉根、球茎、假茎、叶组织总 DNA 进行 PCR 检测，结果表明，接种后 21d，只在根和球茎中检测到 Foc，而假茎和叶片中未检测到。接种 Foc后 2d，在巴西蕉根部采用实时荧光定量 PCR 可以检测到Foc1 和 Foc4，拷贝数分别为(1.621032.97102)和(9.651034.68102)L1；接种后 21d，根部 Foc1 和 Foc4 拷贝数分别为(5.261048.37102)和(1.481079.78105)L1(图 2A)，Foc 值达到最大。表明在接种后 221d，Foc1 和Foc4 在巴西蕉根部不断增加，且 Foc4 菌量明显高于 Foc1。接种后 2d，采用实时荧光定量 PCR 检测巴西蕉球茎中 Foc，结果显示，球茎中能检测到Foc4，几乎检测不到 Foc1；Foc1 的Ct值为35.010.15，超出了PCR 的检测范围(1535)；Foc4 的 Ct值为 30.540.14、拷贝数为(41.104.00)102L1。接种后 6d，Foc 在球茎中迅速增加，Foc1 和 Foc4 的 Ct值分别为 26.270.08 和24.430.07，拷贝数分别为(211.06.21)102和(234.001.31)103L1。接种后 21d，Foc1 和Foc4 的 Ct值分别为 23.740.16 和 20.380.20，拷贝数分别为(168.003.90)103和(350.009.79)103L1(图 2B)。表明在接种 Foc 后 621d 内，Foc 积累减缓，21d 时积累量达到最大，且 Foc4 菌A:Foc440353025201510654555352515553 0002 5002 0001 5001 00050005003 0002 5002 0001 5001 000500050070506040302010100160626466687072747678808284868890929460626466687072747678808284868890929447 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 40147 10 13 16 19 22 25 28 31 34 37 4040453530252015105C:Foc4 扩增曲线C:Amplification curvey of Foc4 plasmid DNA102103104105106107108109102103104105106107108109E:Foc4 溶解曲线E:Melting curve of Foc4 plasmid DNAB:Foc1D:Foc1 扩增曲线D:Amplification curvey of Foc1 plasmid DNAF:Foc1 溶解曲线F:Melting curve of Foc1 plasmid DNA拷贝数/L1Copies拷贝数/L1CopiesCt 值Ct valueCt 值Ct value循环数Cycles循环数Cycles/荧光强度Fuorescence intensity 荧光强度Fuorescence intensity荧光强度Fuorescence intensity 荧光强度Fuorescence intensity1765432176543214 6235 7814623578Y=3.471X+43.09(R2=0.999,E=94.1%)Y=3.162X+39.94(R2=0.999,E=107.1%)A 和 B 为标准曲线，分别由拷贝数为 7.09108L1Foc4 和 1.05108L1Foc1 的质粒 DNA 标准品经 10 倍梯度稀释构建；C 和 D 为扩增曲线，17 分别是由拷贝数为 7.09108L1Foc4 和 1.05108L1Foc1 的质粒 DNA 标准品经 10 倍梯度稀释而构建，8 是清水对照AandBwerestandardcurves,whichwerebuiltwitha10-foldserialdilutionofFoc4plasmidDNAof7.09108copiesL1andFoc1plasmidDNAof1.05108copiesL1,respectively;CandDwereamplificationcurve,117weredevelopedwitha10-foldserialdilutionofFoc4plasmidDNAof7.09108copiesL1andFoc1plasmidDNAof1.05108copiesL1,respectively;8wassterilewaterasthecontrol图 1 Foc1 和 Foc4 质粒 DNA 标准品实时荧光定量 PCRFig.1 Real-time quantitative PCR of Foc1 and Foc4 plasmid DNA standards566华南农业大学学报(https:/ Foc1。随后，对巴西蕉不同部位 Foc 进行了比较，发现接种后 2 和 4d，球茎中 Foc 菌量低于根部Foc。接种后 6d，球茎中 Foc 菌量开始高于根部。2.4 大田巴西蕉及根际土壤中的 Foc1 和 Foc4分析大田中巴西蕉接种 Foc1 和 Foc4后 30d，球茎变褐，接种 Foc4 的球茎比接种 Foc1 的球茎变褐更明显。分别取接种 Foc1 和 Foc4 的巴西蕉周围土壤抽提总 DNA，并以提取的土壤 DNA(D260nm/D280nm约 1.8，DNA 约为 20ng)为模板进行 PCR，结果(图 3)显示，PCR 扩增目的条带清晰，与预期大小一致。为研究 Foc 在根际土壤中分布，取接种Foc1 后30d 的巴西蕉根际土壤样品进行分析，结果(图 4A)显示，在距离巴西蕉植株地面t接种后/dDays after inoculation拷贝数的对数值Logarithm of copies拷贝数的对数值Logarithm of copiesA：根A:RootB：球茎B:Rhizome201234567012345687468101421t接种后/dDays after inoculation2468101421Foc4Foc1图 2 Foc1 和 Foc4 侵染巴西蕉后根部和球茎的菌量变化Fig.2 The Foc quantity in roots and rhizomes of Musa acuminate cv.Brazilian seedlings infected by Foc1 and Foc4M 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819+CK+CKbp2 0001 0007505002501002 0001 000750500250100bpM12 3 4 5 678ABM：DNA标准DL2000；119：土壤样品；+：阳性对照；CK：清水对照M:DNAMarkerDL2000;1-19:Soilsamples;+:Positivecontrol;CK:Watercontrol图 3 接种 Foc4(A)和 Foc1(B)后巴西蕉根际土壤 DNA 的 PCR 检测Fig.3 PCR detection of DNA in rhizosphere soil of Musa acuminate cv.Brazilian after inoculation with Foc4(A)and Foc1(B)A:Foc1aCaBaAaCaBaAbCbAbBbCbAbBcBcAcBcBcAcCB:Foc4距离(r)/cmDistance拷贝数/L1Copies2 5002 0001 5001 0005000拷贝数/L1Copies15 00012 0006 0003 0009 0002 0001 5001 000500051530距离(r)/cmDistance5153005 cm1015 cm2530 cm不同颜色代表不同的土壤深度；相同颜色的柱子上小写字母不同表示相同土壤深度下接种的巴西蕉不同距离(r)处 Foc 拷贝数差异显著，相同r 的不同颜色柱上大写字母不同表示相同 r 的不同土壤深度处 Foc 拷贝数差异显著(P0.05，Duncans 法)Thedifferentcolorindicatedthedifferentdepthofrhizospheresoil.ThedifferentlowercaseletteronthesamecolorcolumnindicatedthattherewassignificantdifferenceofFoccopiesinthesamedepthofrhizospheresoilatthedifferentdistancefrominoculatedBrazilians，whilethedifferentcapitalletteronthedifferentcolorcolumnatthesamershowedthattherewassignificantdifferenceofFoccopiesinthedifferentdepthofrhizospheresoilatthesamer(P0.05,Duncansmethod)图 4 Foc1 和 Foc4 接种巴西蕉后在土壤中的分布Fig.4 Distribution of Foc1 and Foc4 in rhizosphere soil after inoculating on Musa acuminate cv.Brazilian第4期饶雪琴，等：香蕉枯萎病菌 1 号和 4 号生理小种在巴西蕉植株及根际土壤中的时空分布567半径(r)5cm、土壤深度 2530cm 处 Foc1 菌量最高，拷贝数为(2115.9154.47)L1；而 r 分别为15 和 30cm 时，在土壤深度 1015cm 处 Foc1 菌量最高，拷贝数分别为(604.31174.86)和(471.2324.31)L1。当 r 分别为 5、15 和 30cm 时，在土壤深度为 05cm处 Foc1 菌量均最低，拷贝数分别为(670.2344.83)、(377.3332.98)和(328.2317.83)L1，表明在巴西蕉根际空间分布中，与巴西蕉植株距离越近，土壤中 Foc1 菌量越大；相同地面距离时，以土壤深度为 1015 或 2530cm 的土壤中 Foc1 菌量最大。对接种后 30d 的巴西蕉根际土壤中Foc4 分析结果(图 4B)表明，在 r 为 5cm 且土壤深度 2530cm处土壤中 Foc4 菌量最大，拷贝数为(12506.79289.58)L1；在 r 为 30cm 且土壤深度2530cm处土壤中 Foc4 菌量最小，拷贝数为(220.3941.11)L1。Foc4 在巴西蕉根际空间分布规律与 Foc1 基本相同，但是在相同 r 和土壤深度时，除 r 为 30cm 且土壤深度 2530cm 外，其他土壤中 Foc4 菌量均高于 Foc1。3 讨论与结论 3.1 香蕉枯萎病菌侵染巴西蕉过程中 Foc 菌量变化香蕉枯萎病菌生理小种 Foc1 和 Foc4 对不同香蕉致病性差异是当前研究热点之一，对致病性不同的 Foc1 和 Foc4 开展空间分布研究，可以为香蕉枯萎病的流行、预测预报以及病害防控提供科学依据。目前，利用激光共聚焦显微镜研究香蕉枯萎病菌侵染过程大多数在室内进行，该方法不能准确计算病菌含量，且鲜见大田香蕉枯萎病菌含量的研究报道。实时荧光定量PCR 不用标记菌株，操作相对简单，广泛应用于病毒17、细菌18等定量分析。本研究采用实时荧光定量PCR 定量分析了香蕉植株不同部位 Foc1 和 Foc4 菌量，与激光共聚焦显微镜观察结果相比3,8-9，能够准确地掌握 Foc 侵染量，可以为香蕉枯萎病的预测提供科学依据。在研究 Foc 侵染过程中，不同的研究者结果不同。本研究结果表明，在接种 Foc 后2d，巴西蕉球茎中 Foc 菌量远低于根部，这与 Li 等8研究结果一致。Li 等8观察到 Foc4 可以侵入巴西蕉球茎，而 Foc1 在接种后 2 个月都不能侵入巴西蕉球茎。本研究中，接种后 6d 的巴西蕉球茎中均能检测到 Foc1 和 Foc4，说明接种后6d，Foc1 和 Foc4 已侵入巴西蕉球茎。Xiao 等10发现接种后 10d 时 Foc4 侵入巴西蕉球茎，17d 时已从球茎扩展到假茎，且假茎、根部和球茎Foc4 菌量依次减少。本研究接种后 21d 发现，Foc 在球茎中最多，根部次之，假茎和叶片几乎没有。这与 Dong 等11研究结果一致，即在侵染前期，香蕉球茎 Foc 菌量高于其他部位。Foc1 和Foc4 侵染巴西蕉根部后，菌量不断增加，在不同时间和空间内 Foc4 菌量均高于 Foc1，说明在巴西蕉中 Foc1 和 Foc4 在侵染速度、定殖后的繁殖能力以及扩展能力方面差异明显。在侵染前期，Foc4 能从巴西蕉根部扩展至球茎、假茎中，而 Foc1 仅能从根部扩展至球茎11；这可能与Foc1 和 Foc4 对巴西蕉的致病力不同有关，或者与巴西蕉对 Foc1 和 Foc4 的抗病性差异有关。有研究表明，由于 Foc1 和 Foc4 的致病力不同，导致侵染过程中与巴西蕉抗病性相关的多种酶活性不同15，并且 Foc 致病相关基因的表达也不同3，这些差异最终决定了 Foc1 和 Foc4 能否从球茎向上扩展至地上部从而引起香蕉系统性病害。3.2 香蕉枯萎病菌在根际土壤中的分布香蕉根系由初生根、二级和三级次生根组成，初生根可能有几米长，二级和三级次生根只有几厘米至 1m 长，且主要分布在土壤表层19-20，土壤中的少量病原菌可能使香蕉植株发生严重病害20。本研究发现，在 r 为 5cm、土壤深度 2530cm 时，无论是致病性强的 Foc4 还是致病性弱的 Foc1 菌量均比其他土壤层高。Foc 在土壤中的这种分布可能与巴西蕉根系生长特性有关，即在 r 为 5cm 且土壤深度 2530cm 处是巴西蕉二级和三级次生根最多的地方，Foc 菌量最多，此处 Foc 菌量与香蕉枯萎病发生流行密切相关。在根际土壤中，Foc1 菌量一般低于 Foc4，这可能与 Foc4 强致病力有关。土壤中 Foc 分布影响香蕉枯萎病的发生，在一定范围内，随土壤中菌量增加香蕉枯萎病发生加重，当超过某一范围，香蕉枯萎病发生达到饱和而不再加重20。本研究也发现香蕉植株根际土壤中Foc 菌量与香蕉枯萎病严重度呈正相关21，这符合香蕉枯萎病的发生规律，说明影响香蕉枯萎病发生的病菌主要是根际土壤中的 Foc。香蕉枯萎病菌的侵染过程包括 Foc 接触香蕉根部、侵入根表皮后建立寄生关系3，并不断繁殖扩展的过程；其侵染过程不但体现了 Foc 与香蕉的相互作用，而且与香蕉枯萎病的发生发展密切相关22。本研究表明，Foc1 比 Foc4 在巴西蕉植株中扩张慢、定殖量低，Foc1 和 Foc4 通常在香蕉根568华南农业大学学报(https:/ Foc4 菌量明显高于 Foc1。巴西蕉是我国现阶段主要栽培品种之一，对不同香蕉枯萎病菌在巴西蕉植株及根际土壤中的空间分布研究为 Focl 和 Foc4 致病机理的研究及科学制定综合防控策略提供了理论依据。参考文献：GARCIARO,RIVERA-VARGASLI,PLOETZR,etal.CharacterizationofFusariumspp.isolatesrecoveredfrombananas(Musaspp.)affectedbyFusariumwiltinPuertoRicoJ.EuropeanJournalPlantPathology,2018,152(3):599-611.1PLOETZRC.FusariumwiltofbananaJ.Phytopatho-logy,2015,105(12):1512-1521.2GUOL,YANGL,LIANGC,etal.Differentialcoloniza-tionpatternsofbananas(Musaspp.)byphysiologicalrace1andrace4isolatesofFusarium oxysporumf.sp.cubenseJ.Journal of Pathology,2015,163(10):807-817.3李敏慧,余雄涛,王鸿飞,等.香蕉枯萎病菌 1 号和 4 号生理小种的快速检测与鉴定J.中国农业科学,2012,45(19):3971-3979.4李华平,李云锋,聂燕芳.香蕉枯萎病的发生及防控研究现状J.华南农业大学学报,2019,40(5):128-136.5QINS,JIC,LIY,etal.Comparativetranscriptomicana-lysisofrace1andrace4ofFusarium oxysporumf.sp.cubenseinducedwithdifferentcarbonsourcesJ.GenesGenomesGenetics,2017,7(7):2125-2138.6LIM,SHIJ,XIEX,etal.Identificationandapplicationof a unique genetic locus in diagnosis of Fusariumoxysporum f.sp.cubense tropical race 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