探秘瓜类果斑病菌多铜氧化酶基因CueO：功能、机制与防控启示.docxVIP

探秘瓜类果斑病菌多铜氧化酶基因CueO：功能、机制与防控启示

一、引言

1.1研究背景

瓜类作物作为全球重要的经济作物，在农业生产中占据着关键地位。西瓜、甜瓜等瓜类凭借其独特的口感与丰富的营养价值，深受消费者的喜爱。然而，瓜类细菌性果斑病（BacterialFruitBlotch，BFB）的频繁爆发，给瓜类产业带来了沉重的打击。这种病害具有传播速度快、危害范围广、防治难度大等特点，一旦发生，往往导致瓜类作物大幅减产，果实品质严重下降，甚至绝收，给种植户造成巨大的经济损失。如1989年，美国多个州爆发瓜类细菌性果斑病，致使数千公顷西瓜受灾，80%的西瓜无法上市销售，产量损失高达50%-90%。1998年起，新疆阿勒泰地区的哈密瓜每年都遭受该病侵袭，减产46%以上，重病田块的商品瓜率仅为1/3。因此，深入研究瓜类细菌性果斑病的致病机制，寻找有效的防治策略，已成为保障瓜类产业可持续发展的当务之急。

多铜氧化酶（MulticopperOxidases，MCOs）是一类广泛存在于生物体内的含铜蛋白，参与多种重要的生理过程。在细菌中，多铜氧化酶基因CueO编码的蛋白在应对环境胁迫、维持细胞内铜离子平衡以及致病过程中发挥着重要作用。研究表明，CueO基因与细菌的铜抗性、生物膜形成、毒力因子表达等密切相关。然而，目前关于瓜类果斑病菌中CueO基因的功能研究尚处于起步阶段，其在病菌致病过程中的具体作用机制仍不清楚。本研究旨在通过对瓜类果斑病菌多铜氧化酶基因CueO的功能进行深入探究，揭示其在病菌致病过程中的作用机制，为开发新型的瓜类细菌性果斑病防治策略提供理论依据。

1.2瓜类细菌性果斑病概述

1.2.1病原菌简介

瓜类细菌性果斑病的病原菌为燕麦嗜酸菌西瓜亚种（Acidovoraxavenaesubsp.citrulli），属于原核生物界的薄壁菌门，假单胞菌科，噬酸菌属（Acidovorax）。该病菌为革兰氏阴性菌，呈杆状，大小约为0.5-0.8μm×1.5-2.5μm，具单极鞭毛，能在水中游动。其在牛肉膏蛋白胨培养基上生长良好，菌落呈圆形，边缘整齐，表面光滑湿润，呈淡黄色。

1.2.2病害症状与危害

在西瓜上，幼苗期子叶张开时，病斑呈暗棕色，沿主脉逐渐发展为黑褐色坏死斑，随后侵染真叶，病斑在幼真叶上较小，暗棕色，周围有黄色晕圈，通常沿叶脉发展。开花后14-21天的果实易感染，典型症状是在果实朝上的表皮首先出现水渍状小斑点，随后扩大成为不规则的大型橄榄色水渍状斑块，病斑边缘不规则，颜色加深，并不断扩展，7-10天内便布满除接触地面部分的整个果面。早期形成的病斑老化后表皮龟裂，常溢出黏稠、透明的琥珀色菌脓，果实很快腐烂。在甜瓜上，该病菌可侵染子叶、真叶和果实，引起叶枯和瓜腐，茎、叶柄、根很少受侵染。叶片上的症状与黄瓜细菌性角斑病在黄瓜叶片上的症状基本相似，但叶脉也可侵染，并沿叶脉蔓延。子叶发病时病斑暗褐色，沿主脉逐渐发展为黑褐色坏死斑。真叶上病斑呈圆形或多角形，暗褐色，周围有黄色晕圈，通常沿叶脉发展。田间湿度大时病斑背面可溢出白色菌脓，叶基沿叶脉可见水浸状斑点。在果实朝上的表皮，首先出现水浸状墨绿色小斑点，逐渐变褐，稍凹陷。发病初期病变只局限在果皮，果肉组织仍然正常，但已严重影响瓜的商品价值。有的具水浸状晕圈，斑点通常不扩大；有的品种病菌侵入果肉组织造成水浸状、褐腐或木栓化；有的品种病斑只局限于表皮，中后期条件适宜时，病菌常随同腐生菌蔓延到果肉，使果肉腐烂。病斑老化后表皮龟裂，常常溢出黏稠、透明的琥珀色菌脓。

瓜类细菌性果斑病不仅会导致瓜类作物产量大幅下降，还会严重影响果实的品质，使果实失去商品价值。由于该病害主要通过种子传播，一旦传入新的地区，很难根除，给瓜类产业的可持续发展带来了巨大威胁。

1.2.3病害的防治现状

目前，瓜类细菌性果斑病的防治主要采用物理、化学和生物防治相结合的综合防治措施。物理防治措施包括种子处理和轮作等。种子处理常用的方法有干热处理和药剂处理。干热处理是将种子置于72℃干热条件下恒温处理72h，升温和降温过程中分别在50℃和35℃缓冲处理24h，处理后的种子在浸种催芽或直接播种前需进行发芽率检测。药剂处理可使用40%甲醛100倍液浸种90min，或2%的盐酸浸种20min，清水冲洗后待催芽或播种。轮作是与非葫芦科作物进行轮作，曾发生过疫情的田块在三年内不得种植葫芦科作物，以减少病原菌的积累。

化学防治主要是在发病前或初期使用杀菌剂进行喷雾防治。常用的杀菌剂有铜制剂、抗生素等。如氢氧化铜、春雷?王铜等铜制剂，以及农用硫酸链霉素、中生菌素等抗生素。然而，长期大量使用化学农药不仅会导致病原菌产生抗药性，还会对环境和人体