朱杰辉，张宏志，陈己任，熊兴耀,2，钟晓红*，李炎林*

(1.湖南农业大学园艺园林学院，湖南 长沙 410128；2.中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081)

月季黑斑病发生和危害及抗性育种的研究进展

朱杰辉1，张宏志1，陈己任1，熊兴耀1,2，钟晓红1*，李炎林1*

(1.湖南农业大学园艺园林学院，湖南 长沙 410128；2.中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京 100081)

月季黑斑病是由蔷薇双壳菌及细极链格孢侵染引发的一类严重影响月季观赏价值和生物产量的病害。综述了月季黑斑病的发生与危害及抗性育种的研究进展。

月季；黑斑病；蔷薇双壳菌；细极链格孢；危害；抗性育种；进展

月季黑斑病于 1815年在瑞典被首次报道，是月季种植区广泛发生的病害[1–3]，由蔷薇双壳菌(Diplocar ponrosao Wolf.)及细极链格孢(Alternaria tenuisima)侵染而引发，其中蔷薇双壳菌致月季黑斑病更常见[4–5]。月季感染黑斑病后，需要使用大量的化学药剂和园艺栽培措施来控制病情[6–7]。笔者主要综述月季黑斑病的发生与危害及影响因素、月季黑斑病抗性育种的研究进展。

1 月季黑斑病的发生与危害

月季黑斑病主要侵染月季叶片、嫩梢、叶柄及花蕾。发病初期的叶片，正面出现褐色小斑点，随着病症的加重，小斑点逐渐扩大成为圆形或不规则的病斑，病斑为紫褐色至暗褐色。抗性较强的品种其叶片病斑边缘呈星芒射线状，发病后期病斑周围组织变黄；抗性较弱的品种，植株中下部叶片全部脱落，仅留顶部少数叶片。嫩梢上病斑为紫褐色长椭圆形，病斑部位稍隆起。叶柄部位发病与嫩梢的症状相似[8–9]。花蕾的病斑多为紫褐色椭圆形[10]。由于黑斑病菌在寄主体内分泌毒素而使寄主细胞坏死，产生黑褐色的坏死斑，同时产生乙烯和脱落酸导致寄主叶片黄化脱落[8]。

月季黑斑病菌的分生孢子主要通过雨水、风及昆虫传播[11]。残存在月季休眠的茎、刺、落叶和芽上的越冬分生孢子或者菌丝体是春季的第1次侵染源[12–13]。气温26 ℃、高湿条件下，分生孢子在滞留水分的叶片上6 h之内可萌发、侵入，多雨、雾天时易发病。黑斑病的潜育期约 10～11 d，老叶潜育期略长，为13 d，整个生长季节均可发病且可多次发病。植株徒长、密植、荫蔽、通风不良、地面残存病枝落叶都会加重月季黑斑病的发生[8]。中国月季黑斑病的发病时期多在春末到秋季，夏季是盛发期[14–15]。月季黑斑病严重影响月季、蔷薇、玫瑰等蔷薇科植物的生物学产量和观赏价值。

2 月季黑斑病发病的影响因素

月季黑斑病的发生与栽培品种特性、栽培模式、栽培环境的温度和相对湿度及栽培管理技术有关。

不同的月季品种的黑斑病抗性存在差异，目前尚无抗性极强的的品种。丰花月季、大花月季和杂交茶香月季的发病率较高，灌木月季的发病率较低。蓝紫色、朱红色、复色和黄色的月季发病率较高，红色的发病率较低[16]。月季品种的抗病性与叶片厚薄、表面的光泽度、气孔分布密度有关，叶片厚、无光泽的品种病情指数低、发病率低，叶片薄的病情指数高，发病严重。高抗月季品种的叶片气孔密度较感病品种的低[16–17]。不同倍性的月季品种对黑斑病的抗性也存在显著差异：三倍体月季品种抗性最好，二倍体品种的抗性要强于四倍体品种[18–20]。常见的抗性品种有‘至高无上’‘一等奖’‘御用马车’‘秀娃’[17]‘日晖’‘黑千层’‘天粉纳’‘墨龙’‘伊丽莎白’‘葵花向阳’‘热带之王’[21]‘大卫’‘月亮花’‘汤普森’‘金色无瑕’‘北京红’‘紫色美地兰’‘多特蒙德’‘果汁冰糕’[22]；易感病的品种有‘蒙特多特’‘红柏林’‘怜悯’‘金门’‘红莫扎特’‘映雪’‘桔红火焰’‘黄和平’‘曼海姆宫殿’‘萨沙’‘仙境’[17]‘洛神’‘古城春风’‘金石竹’‘春’‘金背大红’‘金枝绿叶’‘金不换’[16]‘可爱的红’‘纸牌’‘皇家马戏团’‘茵卡’[22]。

露地栽培的月季、玫瑰和蔷薇易发生月季黑斑病，温室栽培的发生黑斑病的相对较少[8]。黑斑病病原菌在6～30 ℃时能侵染蔷薇属植株导致其发病[23]，分子孢子最佳的萌发温度为18 ℃左右，菌丝体最佳的生长温度为21 ℃[9]。外界温度为24～26 ℃时，黑斑病易发生和流行；温度低于10 ℃或高于30 ℃时，病原菌生长会受到抑制，黑斑病不易发生[9,15,24]。月季黑斑病呈现2个发病高峰期，即4—6月和9—10月，主要是受温度的影响。

月季黑斑病的发生还与相对湿度有关。在一定范围内，相对湿度的大小决定孢子是否萌发和入侵，相对湿度越大，病害越易发生。研究表明，月季黑斑病的分生孢子在相对湿度 100%条件下，5 min即可萌发，而在相对湿度92%条件下，则需持续6 h才萌发[25]。田间相对湿度85%以上时，月季黑斑病开始发生，相对湿度98%以上，月季会发生严重的黑斑病[9,15]。

黑暗或者弱光有助于月季黑斑病菌丝的生长[24]。栽培管理技术也对月季黑斑病的发生有影响。冬季清园工作对发病植株的病害防治十分重要。对农事操作的服装和工具进行消毒，可在一定程度上阻止黑斑病在田间的传播蔓延；及时清除田间病残株及杂草，对减少病原菌传播与侵染也非常重要[9]。

3 月季黑斑病抗性遗传的研究进展

3.1 月季黑斑病的抗性育种

杂交育种是月季新品种选育的重要手段。月季黑斑病的抗性可以通过杂交双亲遗传给子代，不同的组合间差异显著[26]。Olilvie等[27]通过杂交育种选育了既抗白粉病又抗黑斑病的月季新品种‘LamberClose’。通过远缘杂交获得月季抗黑斑病新品种，也有人进行了尝试：马燕等[28]利用野生蔷薇种和现代月季进行远缘杂交，得到了观赏性和抗性都较好的现代月季品种。在现有的月季亲本中，蔷薇亲本使用了10～15个(占资源总数的10%)，已使用的原产于中国的月季种类 10个(占资源总数的12.5%)。将部分具有一定抗性的蔷薇属资源如弯刺蔷薇、木香、光叶蔷薇和黄刺玫的抗性基因引入月季中，是一种快速有效的途径[29]。由于具有抗性的野生蔷薇属植物大多为二倍体，而现代月季多为四倍体，杂交后代为三倍体，从而导致后续杂交无法进行。另外月季四季开花性状为隐性性状，单季花性状为显性性状，单季开花性状在子代中的表现型增强，使得月季的观赏价值或者产花量降低[20]，这些缺陷限制了通过杂交育种而获得抗黑斑病的月季新品种。

3.2 生物技术在抗月季抗黑斑病中的应用

3.2.1 抗性相关标记及相关基因

分子标记与月季抗黑斑病基因相互关联，在不同的月季二倍体和四倍体品种(品系)中有数以百计的RFLPs、AFLPs、SSRs、GRAs、PKs、CAPs和SCARs相关标记被开发出来[30–33]。多个遗传标记和1个QTL位点与抗病基因、抗性基因类似物和发病有关基因连锁[34–38]。分子标记辅助月季抗黑斑病品种的选育已经取得效果，但与严格的表型选择相比，野生种类染色体所承载的抗性基因没有与选择标记连锁而降低了连锁累赘效应，使分子标记辅助选择抗黑斑病品种(品系)都不成功[39]。

NBS–LRR基因家族是一类与植物抗性相关的基因家族，但单个基因的功能尚难清晰阐述[40]。月季的 Rdr1基因是首个被报道的对黑斑病具有抗性的基因[41]，但 Rdr1基因对不同的生理小种表现出的抗性不一致，这种抗性随着黑斑病生理小种的变异而丧失[42–43]。KAUFMANN等[44]利用四倍体月季杂种‘Rosa multiflora’的DNA建立了月季BAC文库，利用816个AFLP标记绘制了Rdr1基因的靶基因位点，并发现 Rdr1基因属于 TIR–NBS–LRR基因家族的一个类群。从杂种蔷薇中分离出来的Rdr1基因在TIR–NBS–LRR基因家族中单独成为一个分支，而且Rdr1转基因植株病理验证表面Rdr1基因对大多数的病原菌类型都表现出抗性[40,45]。蔷薇科植物(包括杂种月季‘R.multiflora’和玫瑰‘R.rugose’的TNL–genes)与其他植物进行比较，表现出高度的进化特征，属间差异显著[41]。刘瑞峰等[46]采用单孢子离体接种的方法，研究了‘粉和平’月季叶片不同时期cDNA混样与对照cDNA的差异，结果表明，月季抗病是通过多基因的协同作用实现的，活性氧清除、光呼吸途径和苯丙烷代谢途径在月季抵抗黑斑病过程中发挥重要作用。

3.2.2 多倍体育种技术的应用

为了克服野生蔷薇属种质资源在月季育种中的倍性障碍，需对这些野生资源进行多倍体化。采用一定浓度的秋水仙素溶液浸泡二倍体多花蔷薇、木香和金樱子与月季的杂种后代，成功获得了四倍体植株[47–48]。氟乐灵对中国月季幼苗的茎尖组织的加倍效果优于秋水仙素[47]。对植株进行多倍体化虽简单易行，但诱导率低，嵌合率高，而在离体条件下可以显著提高成功率。KERMANI等[49]用5 μmol/L安磺灵溶液处理二倍体蔷薇，诱导四倍体植株，诱导率可达66%左右。ALLUM等[50]利用安磺灵处理杂种玫瑰2 mm的茎段，诱导四倍体，成功率达44%。尽管上述方法获得多倍体的效率提高了，但是需要建立无菌体系，同时也存在嵌合体级混倍体等缺陷。

利用 2n配子可以有效利用野生种质资源进行植物种质创新和新品种的培育[51–52]。E.L.MOKADEM 等[53]对现代月季及其杂交后代进行AFLP分析表明，现代月季可以产生 2n配子。CRESPEL等观测到了野生蔷薇和现代月季的杂种能够产生2n花粉，受外界环境条件的影响，2n花粉在不同年份发生率存在较大差异[54–55]。

3.2.3 基因工程培育新品种

MARCHANT等[56]将水稻几丁质酶基因用基因枪法导入易感黑斑病月季‘Glad Tidings’中，阳性植株表现出对黑斑病具有较强的抗性。DOHM等[57]采用农杆菌介导pBin 19基因月季品种‘Heckenzauber’和‘PariserCharme’的体细胞胚，阳性植株抗月季黑斑病的能力显著提高。虽然利用转基因技术可以显著提高月季抗黑斑病的能力，但转化效率相对较低，现代月季基因组的高度复杂、研究基础不足仍是限制因素。

4 展望

月季黑斑病的致病因素较为复杂，较难通过育种技术获得黑斑病抗性较强的月季新品种：一是月季黑斑病的发生受品种特性和环境因素的双重影响，品种特性具有区域特异性；二是月季的基因组高度杂合，遗传背景复杂，育种周期长，效率低；三是现阶段分子标记辅助抗病育种较传统的育种手段并无显著优势，且现有的抗性标记与抗性种质关联性还不稳定。建议采取以下措施进行改善：一是充分挖掘野生蔷薇属抗性种质资源，开展远缘杂交育种，有望获得新的抗性种质资源、新品种或新品系；二是开展与月季抗病性状相关的组学技术研究，通过寄主与病原菌互作关系筛选合适的基因作为抗病标记基因，有利于快速筛选抗病新品种或新品系；三是开展基因组定向改造的生物技术育种研究，构建现代研究平台。月季愈伤组织再生、胚状体发生技术体系已发展成熟，可以结合现代分子生物技术，如基于Crisp–cas9系统的基因组框架的遗传改良，有望定向培育月季新品种。

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责任编辑：罗慧敏

英文编辑：罗 维

Progress in occurrence, harmfulness of rose black spot and resistance breeding technology of Rosa chinensis

ZHU Jiehui1, ZHANG Hongzhi1, CHEN Jiren1, XIONG Xingyao1,2, ZHONG Xiaohong1*, LI Yanlin1*
(1.College of Horticulture and Landscape, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China；2.The Institute of Vegetables and Flowers Chinese, Academy of Agriculture Sciences, Beijing 100081, China)

Rose black spot is a disease, induced by Diplocarpon rosae Wolf.and Alternaria tenuisima infection, seriously affects the ornamental values and biology yield of Rose chinesis in vast cultivation areas.In this article, the occurrence and harmfulness of rose black spot, the factors influencing rose black spot, and the current application status in resistance breeding of rose resistant to black spot were summarized.

Rosa chinensis Jacq; black spot; Diplocar ponrosae; Alternaria tenuisima; harmful; resistance breeding; progress

S436.8

：A

：1007-1032(2017)01-0047-05

2016–09–18

2016–12–05

国家自然科学基金项目(31272208)

朱杰辉(1979—)，男，湖南新邵人，博士研究生，主要从事园艺植物病虫害研究，870380021@qq.com；*通信作者，钟晓红，博士，教授，主要从事园艺植物功能成分与病虫害研究，xh–zhong@163.com；*通信作者，李炎林，博士，讲师，主要从事园艺植物功能成分与病虫害研究，liyanlin@hunau.net