李杏春 何雙輝
(北京林業(yè)大學(xué)微生物研究所,北京 100083)
針葉樹(shù)根腐病是北溫帶地區(qū)普遍分布的一種重要病害,在亞熱帶地區(qū)僅局部分布,危害較小。根據(jù)植物病害分布地圖[1],該病害在美國(guó)、加拿大、法國(guó)、德國(guó)、印度及日本等全球40多個(gè)國(guó)家均有分布。據(jù)調(diào)查,該病害在我國(guó)東北林區(qū)甚為常見(jiàn),在四川省西部和云南省西北部高山針葉林區(qū)內(nèi)也比較普遍,在云南鐵杉、黃櫟林內(nèi)有時(shí)也能見(jiàn)到[2-4]。該病害常導(dǎo)致針葉樹(shù)幼林內(nèi)大量林木死亡,在成年林或過(guò)熟林內(nèi),根白腐常導(dǎo)致干基腐朽,嚴(yán)重影響經(jīng)濟(jì)用材的出材率;而且由于根腐病常引起根部死亡,導(dǎo)致林木生長(zhǎng)量的降低,其在經(jīng)濟(jì)上的損失更大。
針葉樹(shù)根腐病的病原菌是異擔(dān)子菌Heterobasidion,能引起針葉樹(shù)根腐病的異擔(dān)子菌有5個(gè)生物種,分別是狹義多年異擔(dān)子菌H. annosum(Fr.)Bref. senso stricto、小孔異擔(dān)子菌H. parviporumNiemela &Korhonen、冷杉異擔(dān)子菌H. abietienumNiemela &Korhonen、異孔異擔(dān)子菌H. irregulareGarbelotto &Otrosina和西方異擔(dān)子菌H. occidentaleOtrosina &Garbelotto。造成我國(guó)針葉樹(shù)根腐病的病原菌并非真正的多年異擔(dān)子菌,而是小孔異擔(dān)子菌,是從異擔(dān)子菌復(fù)合種中分離出的一個(gè)獨(dú)立的種[5,6]。但是,隨著國(guó)內(nèi)對(duì)原木需求的不斷增長(zhǎng),國(guó)外云杉、冷杉等針葉樹(shù)進(jìn)境較多,多年異擔(dān)子菌、冷杉異擔(dān)子菌、異孔異擔(dān)子菌和西方異擔(dān)子菌隨進(jìn)口原木傳入、擴(kuò)散、定殖的風(fēng)險(xiǎn)很大[7-8],所以,我們?nèi)匀恍枰阑加谖慈?,提前做好相?yīng)的準(zhǔn)備工作。
該病害自1800年發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在,很多國(guó)家對(duì)其病原菌、致病機(jī)制、防治方法及各種防治方法的生態(tài)影響都進(jìn)行了深入的研究。截至目前,主要防治方法有營(yíng)林措施防治、化學(xué)防治和生物防治[9-11]。營(yíng)林措施防治主要指造林和樹(shù)樁移除;化學(xué)防治的主要試劑有尿素、硼砂、氯氧化銅、雜酚油等[12-14];生物防治的主要真菌有大伏革菌Phlebiopsis gigantea、紅緣擬層孔菌Fomitopsis pinicola(Sw.)P. Karst.、黑管孔菌Bjerkandera adusta(Willd.)P. Karst.和哈次木霉Trichodermaspp.等[9,15,16]。但是,實(shí)踐的結(jié)果表明大伏革菌和哈次木霉的防治效果較好[14,17-21],且目前已研制出大伏革菌的商品化制劑。在這3種防治方法中,營(yíng)林措施防治較費(fèi)時(shí)費(fèi)力,成本較高;化學(xué)防治方法短期內(nèi)較有效,但大量使用化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行防治,不利于生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)健康發(fā)展;而生物防治方法效果很好,它不僅能夠控制已發(fā)病的樹(shù)木,還能有效地控制周?chē)鷺?shù)木的感染,而且對(duì)周?chē)鷳B(tài)環(huán)境的影響是最小的,是防治該病害最長(zhǎng)遠(yuǎn)和有效的方法。本研究著重介紹目前生物防治異擔(dān)子菌使用最多且效果最好的大伏革菌在國(guó)際上的研究現(xiàn)狀以及國(guó)內(nèi)的研究進(jìn)展。
大伏革菌隸屬于擔(dān)子菌門(mén)(Basidiomycota)、傘菌綱(Agaricomycetes)、多孔菌目(Polyporales)、原毛平革菌科(Phanerochaetaceae),是一種常見(jiàn)的木材腐朽菌。在自然環(huán)境中,大伏革菌子實(shí)體通常生長(zhǎng)在樹(shù)樁和倒木上,其生長(zhǎng)對(duì)濕度的要求較高。一般情況下,被侵染樹(shù)樁在1年后開(kāi)始出現(xiàn)子實(shí)體,3-4年后子實(shí)體成熟[22]。成熟的子實(shí)體開(kāi)始產(chǎn)生擔(dān)孢子,擔(dān)孢子是侵染樹(shù)木的主要形態(tài),它能夠被廣泛的傳播,在距離產(chǎn)孢中心250 m遠(yuǎn)的地方均有擔(dān)孢子出現(xiàn)。擔(dān)孢子大多在晚上釋放,影響其形成速率的主要因素有溫度和空氣濕度等。另外,大伏革菌經(jīng)過(guò)菌絲斷裂過(guò)程可以產(chǎn)生無(wú)性孢子,無(wú)性孢子也可以侵染樹(shù)樁,但到目前為止,關(guān)于無(wú)性孢子傳播方式的研究較少。
大伏革菌菌株有同核體和異核體之分,同核體是指在菌絲體中細(xì)胞核的基因型相同,它是由基因型相同的菌絲融合而成;異核體是指帶有不同遺傳性狀的兩個(gè)單倍體菌絲相互融合,導(dǎo)致菌絲體中并存有兩種或以上不同遺傳型的核。大伏革菌同核體和異核體菌株之間在形態(tài)上無(wú)明顯區(qū)別,但在性質(zhì)上有較大差異,特別是在防治病原菌方面,同核體菌株的孢子產(chǎn)量比異核體菌株大得多,但只能在室內(nèi)實(shí)驗(yàn)室條件下防治異擔(dān)子菌,其生長(zhǎng)速率和防治效率均比異核體菌株小,在林地中易退化[23,24],故在防治異擔(dān)子菌中沒(méi)有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。因此,目前無(wú)論進(jìn)行室內(nèi)研究還是生產(chǎn)商業(yè)制劑均采用異核體菌株。
1950年,英國(guó)人Rishbeth[20]首先提出用大伏革菌防治異擔(dān)子菌,大伏革菌可以像異擔(dān)子菌一樣侵染樹(shù)木活組織,通過(guò)優(yōu)先占領(lǐng)生態(tài)位來(lái)控制異擔(dān)子菌在該樹(shù)樁上的生長(zhǎng),其侵染過(guò)程不依靠其他微生物的輔助作用。大伏革菌在自然狀態(tài)下侵染松樹(shù)的概率很高,這樣可以保護(hù)松樹(shù)免受異擔(dān)子菌侵染。在英國(guó),大伏革菌侵染樹(shù)樁概率和侵染面積均比異擔(dān)子菌高,但兩者侵染樹(shù)樁的季節(jié)不一樣,大伏革菌孢子對(duì)于干燥的環(huán)境更敏感,在溫暖且極其干燥的情況下,大伏革菌產(chǎn)孢率降低,與異擔(dān)子菌間競(jìng)爭(zhēng)減弱,導(dǎo)致異擔(dān)子菌大范圍侵染樹(shù)樁。在芬蘭,大伏革菌和異擔(dān)子菌孢子出現(xiàn)的時(shí)間大致相同,在5月末到8月末大伏革菌孢子出現(xiàn)概率最大,此時(shí)可以顯著降低異擔(dān)子菌的侵染率。Meredith[25]通過(guò)試驗(yàn)證明,大伏革菌孢子即使比異擔(dān)子菌孢子沉降低,也可以降低異擔(dān)子菌侵染面積。
最初應(yīng)用大伏革菌作為生防劑時(shí),在接種量和應(yīng)用劑型方面還難以把握。1963年,Rishbeth[22]制作了片狀的生防劑,用以溶解稀釋后噴灑于伐樁表面。試驗(yàn)得出在20℃條件下,溶解稀釋后的孢子懸浮液在48 h后孢子活力沒(méi)有顯著降低,但實(shí)際應(yīng)用中建議現(xiàn)用現(xiàn)配。此劑型主要缺點(diǎn)是在森林中使用時(shí)至少要提前1 h水化,實(shí)際常常需要通宵浸泡。1968年,Rishbeth優(yōu)化了生防劑型,以乳化油替代了片劑應(yīng)用于森林中[9],但乳化油較易污染,很難維持無(wú)菌狀態(tài)。1970年,產(chǎn)品被重新包裝,新的包裝形式是將孢子懸浮液混合于蔗糖溶液中,將此混合物密封于聚氯乙烯小袋中,此商品克服了過(guò)去出現(xiàn)的問(wèn)題,且保存時(shí)間長(zhǎng)。因此,英國(guó)人將該混合物發(fā)展為商業(yè)化菌劑,商品注冊(cè)名為“PGS”[26]。PGS只能施用于松樹(shù)上,在4℃條件下保存7個(gè)月。此后,多個(gè)國(guó)家(如保加利亞、加拿大、芬蘭、法國(guó)、德國(guó)和波蘭等)將此商品應(yīng)用于林地進(jìn)行野外防治,取得了較好效果。
與此同時(shí),各國(guó)科學(xué)家們都在研究適合自己國(guó)家的生物防治菌劑。1970年,波蘭商業(yè)化的生防菌劑產(chǎn)生,注冊(cè)名為“IBL”。此商品是將大伏革菌的孢子和菌絲接種于滅菌后的山毛櫸木屑中,將此混合物放于聚乙烯的小袋中,可應(yīng)用于松樹(shù)和云杉上,在干燥低溫環(huán)境下可存放1年。1991年,芬蘭科學(xué)家從云杉樹(shù)樁上分離得到一株異核體大伏革菌,將其做成可濕性粉劑,混合硅膠后,密閉封存在箔襯袋中,此商品注冊(cè)名為“Rotstop”,其可應(yīng)用于松樹(shù)和云杉上,在零下18℃條件下可存放18個(gè)月;8℃下存放1年;室溫下可存放1星期。但打開(kāi)包裝后必須在24 h內(nèi)使用[26]。與此同時(shí),美國(guó)也生產(chǎn)了大伏革菌商品化制劑,但是未獲得認(rèn)可。在Fennoscandia地區(qū),每年有62 000 hm2的歐洲云杉使用大伏革菌來(lái)防治異擔(dān)子菌;在整個(gè)歐洲,每年有超過(guò)20萬(wàn)棵樹(shù)木使用此方法來(lái)進(jìn)行根腐病的防治[27,28]。
中國(guó)對(duì)針葉樹(shù)干基腐朽病的防治研究較少。作者于2012年在中國(guó)東北林區(qū)及云南省廣泛采集和分離野生大伏革菌,并且通過(guò)室內(nèi)培養(yǎng)基及木樁實(shí)驗(yàn),對(duì)比了我國(guó)的和國(guó)外引進(jìn)的野生大伏革菌對(duì)中國(guó)小孔異擔(dān)子菌的防治效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,中國(guó)大伏革菌防治小孔異擔(dān)子菌的效率較國(guó)外大伏革菌差。
早期研究表明,大伏革菌抗異擔(dān)子菌的機(jī)制可能有3種:菌絲干涉、營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)和誘導(dǎo)寄主抗性。
菌絲干涉是在真菌競(jìng)爭(zhēng)間普遍存在的一種現(xiàn)象,大伏革菌能夠引起異擔(dān)子菌菌絲結(jié)構(gòu)及功能變化,在一定程度上造成異擔(dān)子菌死亡。它們之間的菌絲干涉模式和Ascobolus crenulatus與Coprinus heptemerus之間干涉模式相似,即在兩者接觸區(qū)域,質(zhì)膜內(nèi)陷,形成超大的質(zhì)膜囊泡,細(xì)胞里的內(nèi)含物通過(guò)此囊泡外泄,細(xì)胞逐漸瓦解、死亡,而且在兩者接觸區(qū)域無(wú)可見(jiàn)的線粒體,連結(jié)線粒體的電子致密物質(zhì)沉積[29,30]。Mgbeahuruike等[31]在2013年指出,大伏革菌培養(yǎng)過(guò)程中分泌的微小粒子能夠抑制異擔(dān)子菌早期葡萄糖代謝過(guò)程的關(guān)鍵酶表達(dá)。同時(shí),由于大伏革菌的干涉作用,兩種菌絲交互作用中異擔(dān)子菌編碼信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中的關(guān)鍵蛋白的基因表達(dá)水平降低,使其競(jìng)爭(zhēng)力減弱。
大伏革菌作為營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)者,通常和病原菌之間競(jìng)爭(zhēng)碳、氮和鐵等營(yíng)養(yǎng)元素,進(jìn)而限制其增長(zhǎng),營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵在于其能夠快速的在樹(shù)樁上定殖,占領(lǐng)更多的生態(tài)位,致使異擔(dān)子菌不能夠繼續(xù)侵染樹(shù)樁。K??rik和Rennerfelt[32]在1957年證實(shí)大伏革菌比異擔(dān)子菌能更快的侵染樹(shù)樁,也能在已被病原菌侵染的樹(shù)樁上代替異擔(dān)子菌。這和大伏革菌胞外酶的分泌有必然聯(lián)系,因?yàn)榇蠓锞鳛橐环N常見(jiàn)的木材腐朽菌,能夠產(chǎn)生許多胞外酶,這些酶可以降解木材組織,利用降解產(chǎn)物來(lái)滿足自身對(duì)于營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的需求,同時(shí)達(dá)到定殖于樹(shù)木上的目的。一般情況下,不同大伏革菌菌株產(chǎn)生某種酶的酶活性不一樣,酶活越高,定殖樹(shù)木的速率就越大,生物防治的潛能也就越大。大伏革菌產(chǎn)生的胞外酶有:脫氫酶、磷酸酶、纖維素酶、漆酶和通用過(guò)氧化物酶等。Anna等[33]在2008年指出,大伏革菌產(chǎn)生的漆酶較少,過(guò)氧物酶、纖維素酶、磷酸酶和脫氫酶含量高。漆酶主要參與木質(zhì)素氧化和殺菌的酚類(lèi)物質(zhì)降解和脫毒過(guò)程,大伏革菌缺少漆酶就說(shuō)明大伏革菌不是致病菌。另外,大伏革菌產(chǎn)生P2O酶,該酶參與到木質(zhì)纖維素的氧化解聚中,主要作用方式是給過(guò)氧化物酶(木質(zhì)素過(guò)氧化物酶和錳過(guò)氧化物酶)提供H2O2[34]。一般情況下,呼吸酶的活性(如脫氫酶和磷酸酶)可以作為真菌降解過(guò)程強(qiáng)弱的量度,磷酸酶的活性受脫氫酶的影響。2000年,Varela和Martinez[35]在大伏革菌中發(fā)現(xiàn)木質(zhì)素過(guò)氧化物酶,大伏革菌高的過(guò)氧化物酶活性象征著樹(shù)木木質(zhì)素生物降解的開(kāi)始,這對(duì)于白腐菌是必要的過(guò)程。
施用大伏革菌能使寄主細(xì)胞產(chǎn)生有毒的代謝物質(zhì),這些代謝物質(zhì)限制了異擔(dān)子菌進(jìn)一步生長(zhǎng)。在植物生命活動(dòng)中,細(xì)胞程序化死亡對(duì)于植物正常生理活動(dòng)是很重要的,而在這一過(guò)程中半胱氨酸起著重要的調(diào)解作用。研究發(fā)現(xiàn),預(yù)處理大伏革菌后,調(diào)節(jié)半胱氨酸蛋白酶產(chǎn)生及壞死細(xì)胞死亡的基因高度轉(zhuǎn)錄[36,37],寄主部分細(xì)胞程序化死亡,從而使由異擔(dān)子菌侵染引起的寄主組織壞死斑停止繼續(xù)擴(kuò)展[38]。最重要的是,施用腐生營(yíng)養(yǎng)型大伏革菌后能夠提高寄主的局部抗性,使寄主細(xì)胞壁木質(zhì)化和栓化,強(qiáng)度增加,阻止了異擔(dān)子菌的侵染定殖。在大伏革菌預(yù)處理過(guò)的組織中,DAHPS和SAMS兩個(gè)基因高度轉(zhuǎn)錄,DAHPS基因可產(chǎn)生合成木質(zhì)素過(guò)程中第一個(gè)酶[39],而SAMA基因則編碼不同木質(zhì)素衍生物合成過(guò)程中的關(guān)鍵酶[40]。木質(zhì)素及其衍生物的合成,能夠阻止病原菌產(chǎn)生的酶和毒素的滲透和擴(kuò)散,從而保護(hù)樹(shù)木組織。因此,這兩個(gè)基因的高度轉(zhuǎn)錄說(shuō)明了它們?cè)谧柚巩悡?dān)子菌侵入的過(guò)程中的起著關(guān)鍵作用。
在森林生態(tài)系統(tǒng)中,根際周?chē)嬖谥芏嗌?,如?xì)菌、菌根真菌和昆蟲(chóng)等,這些生物中有的能起到保護(hù)樹(shù)木的作用,它們通過(guò)營(yíng)養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)等手段來(lái)對(duì)抗木材腐朽菌。細(xì)菌在整個(gè)樹(shù)木腐朽過(guò)程中非常重要,如固氮細(xì)菌對(duì)腐朽過(guò)程中氮平衡的維持起到重要作用[41]。與化學(xué)防治相比,生物防治是一種環(huán)境友好的防治方法,其對(duì)靶標(biāo)生物影響較小。然而,大規(guī)模的應(yīng)用生物防治劑會(huì)不可避免地對(duì)針葉樹(shù)樹(shù)樁上的真菌、細(xì)菌群落及地表植被造成很大的影響[42-46]。
使用Rotstop處理初期,大伏革菌在樹(shù)樁上占主導(dǎo)地位,這并不影響其他微生物定殖樹(shù)樁。但是,由于大伏革菌生長(zhǎng)速率較快,限制了其他微生物的營(yíng)養(yǎng)利用,以致可減少達(dá)15%的物種豐富度。處理6年后,大伏革菌漸漸失去主導(dǎo)地位,而Resinicium bicolor、Hypholoma capnoides和Sistotrema brinkmannii等真菌逐漸增多[46]。在意大利,施用大伏革菌2年就會(huì)對(duì)該地區(qū)真菌區(qū)系造成很大影響[47]。另外,有研究表明大伏革菌的生長(zhǎng)能夠顯著降低腐朽初期階段細(xì)菌的豐富度[43]。而應(yīng)用單一基因型的Rotstop生物制劑在短時(shí)間內(nèi)不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)卮蠓锞N群基因型造成威脅[48]。
商業(yè)化生物制劑所用菌株均是從野外采集、分離,純化,最后通過(guò)一定的試驗(yàn)驗(yàn)證而得到的防治效果最好的菌株。Rotstop制劑所用菌株是同一種異核體菌株,PGS所用菌株是從野外采集選取的近10種菌株,而IBL選取的菌株則更多。這3種商業(yè)化制劑選取的野生大伏革菌菌株均是從野外的腐朽樹(shù)樁、原木或裸露的木片上采集和分離的。采集工作是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程,我們必須不斷更新和補(bǔ)充菌株,篩選效果最好的菌株來(lái)防治異擔(dān)子菌。篩選可用于商業(yè)化的高效大伏革菌沒(méi)有固定的程序,總體來(lái)說(shuō)分為3個(gè)方面。(1)在MEA培養(yǎng)基上測(cè)量大伏革菌生長(zhǎng)速率和拮抗異擔(dān)子菌效率。實(shí)際工作中,IBL在MEA中添加了愈創(chuàng)木酚,測(cè)量其酚氧化酶活性;Rotstop在MEA中添加了木質(zhì)素染料,測(cè)量其分解木質(zhì)素的活性,這些對(duì)于篩選高效菌株都是必需的。(2)室內(nèi)測(cè)量木樁上大伏革菌防治異擔(dān)子菌效率。其中,IBL選擇測(cè)量被異擔(dān)子菌侵染后木片失重率和預(yù)處理大伏革菌然后接種異擔(dān)子菌木片失重率,失重率測(cè)量同樣適用于室內(nèi)木樁篩選生防菌。(3)在野外伐樁上測(cè)量前面篩選過(guò)的高效大伏革菌防治異擔(dān)子菌效率。PGS和IBL在松樹(shù)上進(jìn)行,Rotstop在云杉上進(jìn)行,經(jīng)過(guò)野外伐樁防治效率的檢驗(yàn),最終確定商品化的菌株。2011年,Anthony[23]改良了室內(nèi)篩選菌株的培養(yǎng)基,他所用的木鋸屑改良培養(yǎng)基是和自然介質(zhì)最接近且最適合大伏革菌生長(zhǎng)的培養(yǎng)基,可以用于快速篩選高生長(zhǎng)率和拮抗作用的大伏革菌,而室內(nèi)樹(shù)樁篩選關(guān)鍵看其在樹(shù)木上的生長(zhǎng)速率。他在2012年指出,大伏革菌的兩個(gè)疏水蛋白Pgh1和Pgh2在其防治異擔(dān)子菌中發(fā)揮重要作用,強(qiáng)拮抗作用菌株在木鋸屑培養(yǎng)基的單菌落中Pgh1高度表達(dá),拮抗能力和兩菌株接觸時(shí)Pgh1、Pgh2的轉(zhuǎn)錄水平呈正相關(guān)[49]。所以,在篩選高效菌株時(shí),也可以從基因水平入手,這樣使結(jié)果更為準(zhǔn)確。作者在前人研究的基礎(chǔ)上,從別人很少研究的酶活角度入手,研究大伏革菌纖維素酶活力與其木樁拮抗率的關(guān)系,試驗(yàn)得出,兩者在0.01水平上顯著相關(guān)。纖維素酶能夠降解新鮮樹(shù)樁及其根部組織細(xì)胞壁纖維素結(jié)構(gòu),使真菌能夠快速定殖于樹(shù)樁,這是高效生防菌株所必須的,故作者認(rèn)為可以將大伏革菌胞外纖維素酶活作為高效生防菌株篩選的指標(biāo)之一。
另外,在篩選過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)大伏革菌的控制效率和其孢子懸浮液的濃度、異擔(dān)子菌的孢子懸浮液濃度以及這兩個(gè)菌株孢子比例密切相關(guān)[50]。1960年,Meredith[25]發(fā)現(xiàn)防治松樹(shù)根腐病所需的異擔(dān)子菌和大伏革菌孢子懸浮液濃度比例是1/10時(shí)最有效,但在防治挪威云杉時(shí),比例為1/2.5,每種寄主要求的比例不一樣。而且防治效率和噴灑的大伏革菌孢子懸浮液的面積成一定數(shù)量關(guān)系,大伏革菌噴灑面積越大,異擔(dān)子菌侵染樹(shù)樁面積越小[51]。Dumas[52]在2011年得出,一些化學(xué)物質(zhì),如木質(zhì)素磺酸銨(木銨,ALS)能夠刺激大伏革菌的萌發(fā)和生長(zhǎng),當(dāng)大伏革菌孢子溶解于1%或2.5%的木銨溶液時(shí),大伏革菌在任何溫度下的萌發(fā)率均比溶解于水中高,且其萌發(fā)管更長(zhǎng),將此懸浮液噴灑于伐樁表面時(shí),大伏革菌能夠更快定殖于伐樁表面,進(jìn)而防止異擔(dān)子菌侵染伐樁。
大伏革菌是一種有兩極雜交系統(tǒng)的異核體真菌,通過(guò)配對(duì)實(shí)驗(yàn)和DNA印跡分析得出,歐洲的大伏革菌菌株之間是互交可育的,而且其歐洲種群和北美洲種群間也是互交可育的。因此,也可以通過(guò)優(yōu)良菌種雜交來(lái)達(dá)到提高大伏革菌防治效率的目的[24]。
大伏革菌菌株作為防治針葉樹(shù)根腐病的有效菌株已經(jīng)被廣泛使用。但隨著野外防治時(shí)間增加,大伏革菌優(yōu)良基因退化,且病原菌形成一定的抗性。此時(shí),使用新的篩選方案對(duì)于大伏革菌的廣泛應(yīng)用具有一定的好處。隨著分子生物學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)及基因組學(xué)等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展,我們可以將研究目光聚焦在與大伏革菌自身拮抗能力相關(guān)的基因及拮抗異擔(dān)子菌過(guò)程中相關(guān)基因轉(zhuǎn)錄水平的變化上,利用分子育種技術(shù)培育高效大伏革菌。
[1]Heterobasidion annosum[EB/OL] . Distribution Maps of Plant Diseases, CAB International, 1980, 271. http://www.cabi.org/dmpd/?loadmodule=review&page=4050&reviewid=13454&site=165
[2] 周仲銘. 林木病理學(xué)[M] . 北京:中國(guó)林業(yè)出版社, 2007:194-196.
[3] 戴玉成. 中國(guó)東北地區(qū)木材腐朽菌的多樣性[J] . 菌物學(xué)報(bào),2010, 29:801-818.
[4] 戴玉成. 中國(guó)木本植物病原木材腐朽菌研究[J] . 菌物學(xué)報(bào),2012, 31:493-509.
[5] 戴玉成. 異擔(dān)子菌及其病害防治的研究現(xiàn)狀[J] . 林業(yè)科學(xué)研究,2005, 18(5):615-620.
[6] 戴玉成. 中國(guó)多孔菌名錄[J] . 菌物學(xué)報(bào), 2009, 28:315-327.
[7] 鄭茂燦, 葉劍雄, 徐清元, 等. 進(jìn)境北美云杉2種危險(xiǎn)性根部病害及檢疫方法綜述[J] . 福建林業(yè)科技, 2009, 36(1):247-250.
[8] 張曉燕, 李今中, 章溯. 針葉樹(shù)干基腐朽病隨進(jìn)境原木傳入中國(guó)的風(fēng)險(xiǎn)分析[J] . 植物檢疫, 2009, 23:35-37.
[9] Holdenrieder O, Greig BJW. Biological methods of control[A] //Woodward S, Stenlid J, Karjalainen R, Hüttermann A.Heterobasidion annosum:Biology, Ecology, Impact and Control[C] . Oxon:CAB International, 1998:235-258.
[10] Korhonen K, Delatour C, Greig BJW, et al. Silvicultural control[A] //Woodward S, Stenlid J, Karjalainen R, Hüttermann A.Heterobasidion annosum: Biology, Ecology, Impact and Control[C] .Oxon:CAB International, 1998: 283-314.
[11] Pratt JE, Johansson M, Hottermann A. Chemical control ofHeterobasidion annosum[A] //Woodward S, Stenlid J, Kaijnen R,Hüttermann A.Heterobasidion annosum:Biology, Ecology, Impact and Control[C] . Oxon:CAB International, 1998:259-282.
[12] Nicolotti G, Gonthier P. Stump treatment againstHeterobasidionwithPblebiopsis giganteaand some chemicals inPicea abiesstands in the western Alps[J] . Forest Pathology, 2005, 35:365-374.
[13] Oliva J, Samils N, Johansson U, et al. Urea treatment reducedHeterobasidion annosum s.l.root rot inPicea abiesafter 15 years[J] . Forest Ecology and Management, 2008, 255(7):2876-2882.
[14] Lehtij?rvi A, Do?mu?-Lehtij?rvi HT, Aday AG, Oskay F. The efficacy of selected biological and chemical control agents againstHeterobasidion abietinumonAbies cilicica[J] . Forest Pathology,2011, 41(6):470-476.
[15] Nicolotti G, Gonthier P, Varese GC. Effectiveness of some biological control and chemical treatments againstHeterobasidion annosumonNorway sprucestumps[J] . European Journal of Forest Pathology,1999, 29:339-346.
[16] Malecka M, Sierota Z, Zolciak A. Comparison of efficacy of the biological preparation with somePhlebiopsis giganteaisolates used to protect Scots pine stumps against primary infection ofHeterobasidion annosumon post agricultural lands[J] . Sylwan,2012, 156(7):526-532.
[17] Berglund M, R?nnberg J, Holmer L, Stenlid J. Comparison of five strains ofPhlebiopsis giganteaand twoTrichodermaformulations for treatment against naturalHeterobasidionspore infections onNorway sprucestumps[J] . Scandinavian Journal of Forest Research, 2005, 20:12-17.
[18] Schubert M, Fink S, Schwarze F. Evaluation ofTrichodermaspp. as a biocontrol agent against wood decay fungi in urban trees[J] .Biological Control, 2008, 45:111-123.
[19] Ronnberg J, Cleary MR. Presence of Heterobasidion infections inNorway sprucestumps 6 years after treatment withPhlebiopsis gigantea[J] . Forest Pathology, 2012, 42(2):144-149.
[20] Wang LY, Palsson H, Ek E, Ronnberg J. The effect ofPhlebiopsis giganteaand urea stump treatment against spore infection ofHeterobasidionspp. on hybrid larch(Larix eurolepis)in southern Sweden[J] . Forest Pathology, 2012, 42(5):420-428.
[21] Hamberg L, Korhonen K, Hantula J. Interaction betweenChondrostereum purpureumandPhlebiopsis giganteain mixed suspensions and their biocontrol efficacy in spruce logs and birch stumps[J] .Biocontrol Science and Technology, 2012, 22(10):1239-1243.
[22] Rishbeth J. Stump protection againstFomes annosus. III. inoculation withPeniophora gigantean[J] . Annals of Applied Biology, 1963,52:63-77.
[23] Mgbeahuruike AC, Sun H, Fransson P, et al. Screening ofPhlebiopsis giganteaisolates for traits associated with biocontrol of the conifer pathogenHeterobasidion annosum[J] . Biological Control, 2011, 57:118-129.
[24] Sun H, Korhonen K, Hantula J, et al. Use of a breeding approach for improving biocontrol efficacy ofPhlebiopsis giganteastrains againstHeterobasidioninfection ofNorway sprucestumps[J] .FEMS Microbiology Ecology, 2009, 69(2):266-273.
[25] Meredith DS. Further observations on fungi inhabiting pine stumps[J] . Annals of Botany(London), 1960, 24:63-78.
[26] Pratt JE, Niemi M, Sierota ZH. Comparison of three products based onPhlebiopsis giganteafor the control ofHeterobasidion annosumin Europe[J] . Biocontrol Science and Technology, 2000, 10:467-477.
[27] Thor M. 2003. Operational stump treatment againstHeterobasidion annosumin European forestry-current situation[C] //Root and butt rot of forest tree. Proceedings of the tenth International Conference on Root and Butt Rots, Quebec City, Canada, 2001:170-175.
[28] Peltola A. Finnish Statistical Yearbook of Forestry[C] . Helsinki,Vantaan toimintayksikk?, 2009:1-452.
[29] Ikediugwu FEO. The interface in hyphal interference byPeniophora giganteaagainstHeterobasidion annosum[J] . Transactions of the British Mycological Society, 1976, 66(2):291-296.
[30] Ikediugwu FEO, Webster J. Hyphal interference in a range of coprophilous fungal[J] . Transactions of the British Mycological Society, 1970, 54(2):205-210.
[31] Mgbeahuruike AC, Kohler A, Asiegbu FO. Expression analysis of the impact of culture filtrates from the biocontrol agent,Phlebiopsis giganteaon the conifer pathogen,Heterobasidion annosums.s.transcriptome[J] . Microbial Ecology, 2013, 66(3):669-681.
[32] K??rik A, Rennerfelt E. Investigations on the fungal flora of spruce and pine stumps[J] . Meddelanden fr?n Statens Skogsforskningsinstitut, 1957, 47: 1-88.
[33] Zolciak A, Kornillowicz-kowalska TA, Sierota Z, Iglik H.Enzymatic activity of Phlebiopsis gigantea isolates[J] . Acta Mycologica, 2008, 43(1): 41-47.
[34] Zolciak A, Sierota Z, Malecka M. Characterisation of some Phlebiopsis gigantea isolates with respect to enzymatic activity and decay of Norway spruce wood[J] . Biocontrol Science and Technology, 2012, 22(7): 777-788.
[35] Varela E, Martinez AT, Martinez MJ. Southern blot screening for lignin peroxidase and aryl-alcohol oxidase genes in 30 fungal species[J] . Journal of Biotechnology, 2000, 83:245-251.
[36] Kobae Y, Sekino T, Yoshioka H, et al. Loss of AtPDR8, a plasma membrance ABC transporter ofArabidopsis thaliana, causes hypersensitive cell death upon pathogen infection[J] . Plant and Cell Physiology, 2006, 47:309-318.
[37] Trobacher CP, Senatore A, Greenwood JS. Masterminds or minions?Cystein proteinases in plant programmed cell death[J] . Canadian Journal of Botany, 2006, 84:651-667.
[38] Sun H, Paulin L, Alatalo E, Asiegbu FO. Response of living tissues ofPinus sylvestristo the saprotrophic biocontrol fungusPhlebiopsis gigantea[J] . Tree Physiology, 2011, 31:438-451.
[39] Keith B, Dong XN, Ausubel FM, Fink GR. Differential induction of 3-deoxy-D-arabino-heptulosonate 7-phosphate synthase genes inArabidopsis thalianaby wounding and pathogenic attack [J] .Plant Biology, 1991, 88:8821-8825.
[40] Gómez-Gómez L, Carrasco P. Differential expression of the S-adeno-syl-L-methionine synthase genes during pea development[J] . Plant Physiology, 1998, 117:397-405.
[41] Jurgensen MF, Larsen MJ, Spano SD, et al. Nitrogen fixation associated with increased wood decay in Douglas-fir residue[J] .Forest Science, 1984, 30:1038-1044.
[42] Vasiliauskas R, Larsson E, Larsson KH, Stenlid J. Persistence and long-term impact of Rotstop biological control agent on mycodiversity inPicea abiesstumps[J] . Biological Control,2005, 32:295-304.
[43] Sun H, Terhonen E, Koskinen K, et al. The impacts of treatment with biocontrol fungus(Phlebiopsis gigantea)on bacterial diversity inNorway sprucestumps[J] . Biological Control, 2013, 64(3):238-246.
[44] Vainio EJ, Hallaksela AM, Lipponen K, Hantula J. Direct analysis of ribosomal DNA in denaturing gradients:application on the effects ofPhlebiopsis giganteatreatment on fungal communities of conifer stumps[J] . Mycological Research, 2005, 109(1):103-114.
[45] Menkis A, Burokiene D, Gaitnieks T, et al. Occurrence and impact of the root-rot biocontrol agentPhlebiopsis giganteaon soil fungal communities inPicea abiesforests of northern Europe[J] . Fems Microbiology Ecology, 2012, 81(2):438-445.
[46] Vasiliauskas R, Lygis V, Thor M, Stenlid J. Impact of biological(Rotstop)and chemical(urea)treatments on fungal community structure in freshly cutPicea abiesstumps[J] . Biological Control, 2004, 31(3):405-413.
[47] Varese GC, Gonthier P, Nicolotti G. Impact of biological and chemical treatments againstHeterobasidion annosumon nontarget micro-organisms[C] //Root and Butt Rots of Forest Trees-Proceedings of the IUFRO Working Party 7.02.01, Quebec, Canada,2001:145-154.
[48] Vainio EJ, Lipponen K, Hantula J. Persistence of a biocontrol strain ofPhlebiopsis giganteain conifer stumps and its effects on withinspecies genetic diversity[J] . Forest Pathology, 2001, 31:285-295.
[49] Mgbeahuruike AC, Karlsson M, Asiegbu FO. Differential expression of two hydrophobin genes(Pgh1 and Pgh2)from the biological control agentPhlebiopsis gigantean[J] . Fungal Biology, 2012,116:620-629.
[50] Sun H, Korhonen K, Hantula J, Kasanen R. Variation in properties ofPhlebiopsis gigantearelated to biocontrol against infection byHeterobasidionspp. inNorway sprucestumps[J] . Forest Pathology, 2009, 39(2):133-144.
[51] Tubby KV, Scott D, Webber JF. Relationship between stump treatment coverage using the biological control product PG Suspension, and control ofHeterobasidion annosumon Corsican pine,Pinus nigrassp.laricio[J] . Forest Pathology, 2008, 38:37-46.
[52] Dumas MT. Stimulatory effect of ammonium lignosulfonate on germination and growth ofPhlebiopsis giganteaspores[J] . Forest Pathology, 2011, 41(3):189-192.