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花椒植原体黄化病风险性分析

花匠小妙招
2024-12-02 08:44

花椒植原体黄化病风险性分析
The Risk Analysis of Phytoplasma Associated with Zanthoxylum bungeanum Yellows

1. 引言

花椒是属于芸香科、花椒属(Zanthoxy L.)的落叶小乔木，原产于我国。是我国栽培历史悠久的树种之一，其果皮是一种深受人民喜欢的特有香料 [1] [2] ，近年来，花椒产地病害发生严重，引起了许多学者的广泛关注，众多的学者探索与研究了花椒病害的发生情况。曹支敏 [3] 等人调查研究了陕西和甘肃两省的主要花椒病害，共计18种，而在四川部分产区新发现了更为严重的植原体病害 [4] ，导致花椒花发育异常，雌花变成雄花不结果实，叶片变小变窄，向上卷曲，偶尔发黄，严重时整株死亡，严重影响花椒的产量，成为提高花椒产量的“瓶颈”，影响花椒产业的健康快速发展。如果一旦传播扩散，将对四川的花椒产业造成巨大的损失。为了有效地防治该病害的传播与扩散，本文基于有害生物危险性分析(Pest Risk Anlaysis, PRA)的方法，在四川花椒产区调查基础上，对该病的危险性做出综合评价。

2. 定性分析

2.1. 国内分布情况

目前花椒植原体病害主要分布在四川三台县(北纬30˚42'34''~31˚26'35''，东经104˚43'04''~105˚18'13''，属于中丘陵地区，气候温和，四季分明，最高气温39.9℃，最低气温－15℃，年平均气温16.7℃，日照1376小时，无霜期283天，降水量882~1134毫米，主要栽培青花椒)、峨眉山市(北纬29˚15'25''~29˚43'50''，东经103˚10'48''~103˚36'42''，亚热带湿润性季风性气候，年平均气温17.2℃年均降雨量1555.3毫米)、眉山市(东经102.49'~104.30'，北纬29.30'~30.16'之间，气温由于受地形、地势影响，年平均气温呈东高西低趋势，日照年日照时数1060~1202小时，为可照时数的24%~28%，比同纬度的地方偏少，属全国低日照区域之一。)、雅安市(东经101˚56'26''~103˚23'28''之间，亚热带季风性湿润气候，年均气温在14.1℃~17.9℃间，降雨多，多数县年降雨1000~1800毫米以上，栽培红椒、青花椒)等地。在此次调查过程中，发现其危害三台县花椒最为严重，一般发病株在20%左右。调查时间在2016年~2017年夏季。

2.2. 扩散传播可能性

随着国内花椒种植面积的不断扩大，花椒种苗在各省市区县之间的调运越来越频繁。人为调运未经检疫的花椒种苗成为该病菌远距离传播的主要途径。另外在自然条件下，昆虫介体通过取食植物韧皮部来将植原体进行传播和扩散。植原体的昆虫传播介体为叶蝉、飞虱、木虱、蚜虫、螨类等 [5]。植原体在被昆虫介体获得后，再到其被传播这一过程需要经过潜育期，然而潜育期又分为三个阶段 [6]。第一阶段是昆虫介体在消化道中获得的植原体病原，并且经过血淋巴传递到唾液腺；第二阶段是昆虫介体将植原体侵染到植物的韧皮部组织中；第三阶段是植原体在植物中的扩散，主要是通过植物的筛管组织进行的。在自然条件下植原体还可以通过植物媒介菟丝子进行传播，菟丝子可以与寄主植物建立共同的输导系统，当寄主植物体内含有植原体时，植原体就会通过共同输导系统进入菟丝子体内，该含有植原体的菟丝子将吸盘刺入健康植株时，植原体随之进入健康植株，完成传播过程 [7]。人工嫁接是植原体的另一个传播方式，皮接、芽接、根接等方式都可以传播病原，发病情况随环境条件和管理措施不同而不同 [8]。由于该病菌有多重传播方式，因此该病菌在各地区间危害花椒的可能性很高。

2.3. 截获难度

发病初期的椒树一般先在花上表现出症状，然后逐步扩散到全株，导致花椒树叶片叶片变小变窄，向上卷曲，黄化(图1)，开黄花，与蚜虫同时发生，蚜虫可传播植原体(图2)。植原体在植株种有25 d至1年的潜育期，在检疫截获过程中有一定的难度。

2.4. 寄主植物的重要性

花椒在我国是用途多重、栽培历史悠久的经济树种之一 [1]。椒树栽种方法简单，极易繁殖，挂果年限较长，具有较高的栽种价值，又因为其具有较高的经济价值 [9] ，因此，国内花椒的种植面积不断扩大，正在成为调整农村产业结构和增加农民收入的原动力，是山区脱贫致富的支柱产业。花椒植原体病害影响花椒的开花，花椒由开雌花变为开雄花，直接导致花椒不结果，影响花椒的产量，减少经济收入，危害了花椒产业的发展。

Figure 1. Field symptom of plant pathogen disease of pepper (left: diseased plant, right: healthy plant)

图1. 花椒植原体病害田间症状(左：病株，右：健株)

Figure 2. The harm and transmission of aphids on diseased pepper leaves (Phytophthora infestation through aphid feeding)

图2. 发病椒叶上的蚜虫危害与传毒(植原体通过蚜虫取食传染)

花椒主根较浅，侧根发达，同时抗旱、喜光、耐瘠薄，利于固持土壤，是水土保持的优良树种 [10] [11] [12]。该病害导致花椒叶片变小变窄，偶尔发黄，影响椒树的光合作用，导致椒树树势衰弱甚至死亡，对干旱、土壤贫瘠地区的生态环境造成极大的影响。

2.5. 危险管理难度

症状鉴定检查是植原体病害检测的最直观的检测方法，但症状检测只是一个基础检测，可靠性不高，具有局限性电子显微镜检测诊断结果可信，是鉴定植原体病害不可或缺的方法，但由于周期长、费用高，使得电镜的检测应用有一定的限制性。分子生物技术的检测耗时较长，且容易导致遗传信息的丢失。因此，植原体病害在实际生活中检疫难度较大。

目前为止，由于植原体不能在人工培养基上进行培养，所以对其没有具体有效的防控措施。目前的防治技术主要以预防为主，防控结合。一旦发现花椒植原体病害，立即拔出感病植株并烧毁，减少对其他花椒树的再次侵染，这对花椒产业影响较大。

3. 定量分析

根据林业有害生物(病、虫)风险分析指标体系 [13] [14] [15] ，将花椒植原体病害的上述定性分析指标作为评判指标赋分(详见表1)。

序号

评判指标

评判标准

赋分

国内分布情况(P1)

分布面积小于5%

2.1

有害生物被截获可能性小(P21)

有害生物被经常被截获

2.2

运输中有害生物存活率(P22)

10% ≤ 存活率 < 40%

2.3

有害生物的适生性(P23)

繁殖能力和抗逆性都强

2.4

自然扩散能力(P24)

随风力传播，扩散能力强

2.5

适生范围(P25)

适生面积在20%~50%之间

3.1

潜在经济危害性(P31)

20% > 如传入可造成的树木死亡率或产量损失 ≥ 5%

3.2

经济方面的潜在危害性(P32)

潜在的环境、生态、社会影响中等

3.3

官方重视程度

从未列入以上名单

4.1

受害寄主的种类(P41)

受害寄主1~4种

4.2

受害寄主分布面积或产量(P42)

分布面积广或产量大

4.3

受害寄主的特殊经济价值(P43)

经济价值高，社会影响大

5.1

检疫识别的难度(P51)

现场识别可靠，简便快速，一般技术人员就可掌握

5.2

除害处理的难度(P52)

除害率在50%~100%之间

5.3

根除的难度(P53)

介于效果差成本高难度大和效果好成本低简便易行之间

传播风险评估值(R)

2.72

Table 1. A critical index table for risk analysis of Zanthoxylum bungeanum

表1. 花椒植原体风险性分析批判指标赋分表

根据有害生物危险性定量分析计算公式，分别对各项评判指标(Pi)和危险性R值进行计算 [16]：

P1为表3-3内的赋值，即P1 = 3

P2=P21∗P22∗P23∗P24∗P255=2∗3∗3∗3∗35=2.77" role="presentation">P2=P21∗P22∗P23∗P24∗P255=2∗3∗3∗3∗35=2.77

P3=0.4∗P31+0.4∗P32+0.2∗P33=0.4∗3+0.4∗2+0.2∗0=2" role="presentation">P3=0.4∗P31+0.4∗P32+0.2∗P33=0.4∗3+0.4∗2+0.2∗0=2

P4=Max(P41,P42,P43)=Max(1,3,3)=3" role="presentation">P4=Max(P41,P42,P43)=Max(1,3,3)=3

P5=(P51+P52+P53)/3=(3+3+3)/3=3" role="presentation">P5=(P51+P52+P53)/3=(3+3+3)/3=3

有害生物花椒植原体病害的R值：

R=P1∗P2∗P3∗P4∗P55=2.72" role="presentation">R=P1∗P2∗P3∗P4∗P55=2.72

通过对花椒植原体病害进行定性以及定量分析，计算出该有害生物的危险性R值为2.72，参照我国风险等级划分标准将林业有害生物的危险等级分为4级，其中特别危险有害生物的R值为2.5~3.0，高度危险有害生物的R值为2.0~2.4，中度危险有害生物的R值为1.5~1.9，低度危险有害生物的R值为0~1.4 [14]。花椒植原体病害属于特别危险的有害生物。

4. 结论

有害生物风险分析(Pest Risk Analysis)简称PRA。联合国粮农组织1999年版的《国际植物检疫措施标准第5号：植物检疫术语表》中将其定义为：评价生物学或其它科学、经济学证据，确定某种有害生物是否应予以管制以及管制所采取的植物卫生措施力度的过程 [17] [18]。

国内学者对有害生物风险分析的定义为：分析某一外来有害生物是否能成功传入某一新的地区，在成功传入并且在新地区定殖后，对当地农林业产业发展以及生态系统带来的具体危害，根据危害制定相应的检疫检验措施和风险管理措施，保护被传入地区的生态安全，保障农林生产健康发展 [19] [20] [21]。

本文通过运用多指标综合评价方法对花椒植原体病害进行了定性与定量分析，明确该病害的风险等级为高风险，属于特别危险的有害生物，危险性R值为2.72，表明该病有较强的扩散蔓延趋势，对我国花椒产业有极强的潜在威胁，建议加大检疫监管力度。目前国内并未对花椒植原体病害进行风险分析，但对其他由于植原体病害引起的病害进行了风险分析。张静文等枣疯病入侵新疆进行了风险分析，表明枣疯病属于特别危险性林业有害生物，并提出相应的管理措施，花椒植原体病害也属于特别危险性有害生物，因此应该加强对该病害加强管理。

目前为止，由于植原体不能在人工培养基上进行培养，所以对其没有具体有效的防控措施。目前的防治技术主要以预防为主，防控结合。一是加大检疫措施，严禁发病区域与非发病区域间进行苗木运输，保护未发病区域；二是尽快清除并烧毁感病植株，减少病源；三是加大人工管理，做好花椒园的杂草清理，减少病害的发生。

NOTES

*通讯作者。