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蝴蝶兰叶基腐病病原鉴定及生物学特性



全 文 :福建省自然科学基金项目资助(Z0516061)
林清洪 男,副研究员。研究方向:植物病原真菌学。联系电话:0592-5759163
收稿日期:2007-02-01 修回日期:2007-05-09
热 带 作 物 学 报
CHINESEJOURNALOFTROPICALCROPS
Vol.28No.4
Dec.2007
第 28卷 第 4期
2007年 12月
蝴蝶兰叶基腐病病原鉴定及生物学特性
林清洪 林光荣 曾碧玉 章 宁 刘福平
福建省亚热带植物研究所 福建 厦门 361006
摘 要 叶基腐病是蝴蝶兰的 1种重要病害。经组织分离,致病性测定,鉴定其病原菌有性阶段为红球丛赤
壳(Nectriahaematococca),无性阶段为茄病镰刀菌(Fusariumsolani),首次发现叶基腐病的有性阶段。病原菌生长
的温度范围在 13~38℃,最适温度为 28℃;病原菌要求较高的湿度,相对湿度 90%以上有利于分生孢子萌
发;该菌能适应于较广泛的 pH值范围,但以 pH为 6.5时最适,它能有效地利用多种碳源,但以蔗糖和葡萄糖
为最佳;也能利用多种氮源,其中以蛋白胨、尿素、硝酸铵为好,而硫酸铵、磷酸二氢铵不利于病菌生长及产孢。
关键词 蝴蝶兰 叶基腐病 红球丛赤壳 茄病镰刀菌 物学特性
中图分类号 S682.31 S436.8
蝴蝶兰(Phalaenopsis)为兰科,蝴蝶兰属的美丽草本花卉,其姿态优美,花色艳丽,形似蝴蝶,开花期
长,在热带兰中素有“兰花皇后”的美称,深受世界各国人民的喜爱。近几年,蝴蝶兰在国内的年宵花卉
市场上无比畅销,尽管种植数量迅速增加,高质量的蝴蝶兰仍能销售一空。同时蝴蝶兰的国际需求量也
不断增加,2002年,其在荷兰花卉市场盆花排行榜上已由第 10位跃居第 2位。然而,在蝴蝶兰的栽培
中,常受蝴蝶兰叶基腐病的危害,最下部叶基受侵染后,产生黑色小点,水渍状,形态半圆形或不规则,
后期叶片失水黄化、红化,叶基部出现灰白色菌核,红褐色的子座组织,最后病斑扩展整个叶基部,叶片
断裂、脱落,继续侵染上一片叶基部,直至整株枯死,发病率轻者为5%,重者达到 20%左右,严重危害
蝴蝶兰的人工栽培。关于蝴蝶兰叶基腐病国外未见报道,国内科普书中有简单提过,如称黄叶病、镰刀
菌病、黑头病等,命名比较混乱[1~3],刘淑艳等[4]首次测得蝴蝶兰基腐病菌 rDNAITS区序列。但不涉及病
原菌种类鉴定。为此,笔者对该病害的病原菌进行分离培养、鉴定和生物学特性研究,为有效防治该病
害提供科学依据。
1 材料与方法
组织分离:于 2005年 7~8月,在厦门市、福清市、漳洲市等地蝴蝶兰生产基地采集不同品种的病
株,带回实验室后,尽快进行组织分离和纯化,直至获得纯菌种[5]。接种试验:将斜面培养纯化的蝴蝶兰
叶基腐病菌配成孢子悬浮液,其孢子密度以在(10×10)低倍镜下观察,每个视野 10~20个孢子。选择无
病株健叶,用毛笔沾孢子悬浮液涂刷下面叶基部,用湿脱脂棉保湿,以清水处理为对照,定期观察症状[5]。
1.1 病原菌鉴定
1.1.1 单孢分离 本实验采用单孢子分离注射器法。用单孢子分离注射器吸取已稀释好的孢子悬浮液
1mL,轻轻摇动,细心在灭菌培养皿中滴下悬浮液,每个培养皿滴 1个悬滴,在低倍镜下检查,凡是悬滴
中只有1个孢子的培养皿,倒入已溶化的PSA培养基(马铃薯 200g,蔗糖 18g,琼脂 18g,水 1000mL)
(45℃左右),待凝固后,置于 25℃恒温箱中培养,约 2d左右可长出菌落,挑取菌落边缘小菌块移植到
PSA斜面上纯化培养,供鉴定用[7]。
1.1.2 培养性状观察 将单孢分离的菌种移植在定量15mL的PSA平板上培养5d,后用灭菌打孔器
(直径为 2mm)切取大小一致的培养圆块,移植于定量 15mL的 PSA平板中间,每皿 1块,重复 10次,
置于25℃下培养4d后,求出其生长速度,培养5d后,观察菌落形态、质地、颜色[11]。
1.1.3 病原菌形态观察 挑取纯菌落制片观察大、小型分生孢子的形态,分隔数,同时进行显微测量其
热 带 作 物 学 报 28卷
大小,大小型分生孢子各量30个。用接种针挑一些气生菌丝于无菌水中,在 25℃下培养5d后,观察厚
垣孢子形态、大小、着生方式[10,11]。
1.1.4产孢细胞观察 取直径稍小于培养皿的圆形滤纸 1张,置于培养皿底部,上放一根“U”形玻璃
棒,后在其上平放一干净载玻片和盖玻片,加盖灭菌后,切取 1cm2的PSA培养基方块置于载玻片中
央,在所切的培养基四周接上单孢菌丝,盖上盖玻片,并加入 2~3 mL无菌水于培养皿内保湿,重复 5
次,置25℃恒温箱培养3d左右,即可形成产孢器官并产孢,取出玻片镜检,并进行显微摄影。
1.2生物学特性
1.2.1温度对病原菌生长影响 病菌在定量 15 mL的 PDA(马铃薯 200 g,葡萄糖 18 g,琼脂 18 g,水
1 000 mL)平板上培养5d后,用无菌打孔器打取直径为2mm的菌饼,菌丝面朝下接种于定量15mL的
PDA平板正中,然后置于 5、10、13、15、20、25、28、30、35、38和 40℃的不同温度下培养 5 d后,测量菌
落直径及观察菌落特征,每处理设 5个重复[5,8,9]。
1.2.2湿度对病原菌孢子萌发的影响 在10cm直径的密闭容器内用不同浓度的硫酸溶液控制 25 %、
35%、50%、65%、75.6 %、90 %和 100 %(无菌水)的不同湿度,将孢子涂抹在载玻片上放入容器,25℃
下培养24h后镜检孢子数300个,重复2次,统计孢子萌发率[5,6]。
1.2.3不同 pH值对病原菌生长发育影响 在无菌条件下,用 0.1NHCl和 0.1NNaOH调节培养基的
pH值,倒入无菌的培养皿中,挑取 2 mm的病菌块置于不同 pH值的 PDA平板上,25℃下培养 5 d,测
量菌落直径及相对产孢量,每个处理重复5次,培养基的pH值为2、3、4、5、5.8、6.5、7、8、9、10、11、12[5,8,9]。
1.2.4碳、氮源对病原菌生长发育的影响 试验用基础培养基的组成为 KCl 0.5 g、FeSO40.01 g、
K2HPO41.0g、M SO4·7H2O0.5g、琼脂18g、水1000mL。在以氮源作培养试验时,基础培养基以蔗糖作
碳源,供试的氮源:尿素、蛋白胨、硝酸铵、硫酸铵、磷酸二氢铵分别折算以每升 2g纯氮素进行配制。在
以碳源作培养试验时,基础培养基中加硝酸钾作氮源。供试的碳源:蔗糖、葡萄糖、乳糖、淀粉、甘露醇,
按每升30g纯碳分别加入含有硝酸钾的基础培养基中。以PDA为对照(CK),上述培养基定量每皿15mL,
移入 2mm病原菌圆形小块于上述培养基中,25℃下培养 5d,观察菌落直径、形态特征及相对产孢量,
每个处理5次重复[5,8,9]。
2 结果与分析
2.1症 状
蝴蝶兰叶基腐病症状(Leaf Butt
RotofPhalaenopsis):病斑先发在最下部
的叶基部。初发病部为黑色小点,水渍
状,慢慢发展成半圆形或不规则,后期
叶片失水红化(图1)、黄化(图 1),叶基
部出现灰白色菌核,红褐色的子座组织
(图 1),最后病斑扩展整个叶基部,叶
片断裂、脱落,病斑继续向上一叶蔓延,
直至整株枯死。
2.2致病性测定
用不同地区、不同品种的蝴蝶兰病株分离获得纯菌株,经常规接种、交叉接种,结果表明,接种后出
现的症状与自然发病的症状一致,即初发病部为黑色小点,水渍状,慢慢发展成半圆形或不规则,后期
叶片失水红化、黄化,叶基部出现灰白色菌核,红褐色的子座组织,从接种发病的植株经组织分离获得
原菌种,证实分离菌是叶基腐病的致病菌,对照植株生长良好,同样进行组织分离,无病原菌存在。
红化型(RF-12) 黄化型(RF-6)
图 1 不同品种的蝴蝶兰叶基腐病症状
94
4期 林清洪等:蝴蝶兰叶基腐病病原鉴定及生物学特性
2.3病原菌鉴定
病原菌有性阶段:取自然感病与接种发病的病部子座组织作徒手切片进行镜检,子囊壳成丛埋生
于子座组织中,子囊壳球形或偏球形,鲜红色,直径 235~250μm,子囊棍棒状,顶端钝圆有孔口,大小为
58~65×7~9μm,内含8个子囊孢子,子囊孢子椭圆形,无色,双胞,隔膜处稍缢缩,大小为12~18×4~6.8μm
(图2)。病原菌无性阶段:菌株的生长速度为 4.01cm(4d);菌落形态为圆形、近圆形、边缘整齐;菌丝生
长旺盛,棉絮状、中部隆起,基物色泽为
银白,菌落反面菌丝疏松,呈放射状。小
型分生孢子生于气生菌丝上,多显假头
状,数量多,椭圆形、卵圆形,无色透明、
单胞,大小为 5~13×2.8~4.5μm;大型分
生孢子镰刀形,顶端细胞钝,脚胞明显
或无,3隔分生孢子大小为 17~38.5×
3.8~4.8μm;厚垣孢子间生或顶生,多
为球形,单生或形成短链,大小为
6.8~13μm;产孢细胞为单瓶梗(图3)。
根据以上有性、无性阶段的各种形态特征,有性阶段鉴定为丛赤壳属(Nectria)的红球丛赤壳(Nectria
haematococcaBerk.etBr.),无性阶段鉴定为镰孢霉属(Fusarium)的茄病镰刀菌[Fusariumsolani(mart.)Sacc.]。
2.4不同温度对病原菌生长的影响
不同温度试验结果见表 1,病原菌生长温度范围在 13~38℃,最适为 28℃,属高温生长菌,与自然
调查的结果一致。10、40℃均不能生长,13、38℃温度条件下病菌培养5d菌落直径平均为0.58、1.08cm,
而且菌落增厚,气生菌丝向上长。
α=5%α=1%
5 0 a A 0
10 0 a A 0
13 0.58 a B菌落圆形、近圆形,气生菌丝向上长,边缘菌丝稀疏,菌落白色。
15 1.3 b C菌落圆形、近圆形,菌落中央凸起,边缘菌丝稀疏,菌落白色。
20 2.78 c D菌落圆形、近圆形,边缘整齐,菌丝棉絮状,中部隆起,菌落银白,背面菌丝稀疏,放射状。
25 5.2 c F菌落圆形、边缘整齐,菌丝生长旺盛,棉絮状,中部隆起,菌落银白,背面菌丝稀疏,放射状。
28 6.0 d F菌落圆形、边缘整齐,菌丝生长旺盛,棉絮状,中部隆起,菌落银白,背面菌稀疏,放射状。
30 4.5 d E菌落圆形、近圆形,菌丝生长较旺盛,棉絮状,中部隆起,菌落银白,背面菌丝稀疏,放射状明显。
35 3.0 e D菌落近圆形、中央凸起明显,菌丝棉絮状,白色,菌落背面菌丝稀疏,放射状明显。
38 1.08 f C菌落近圆形或不规则,气生菌丝向上长,白色,背面菌丝稀疏,放射状。
40 0 g A 0
温度
/℃
菌落直径
/cm
差异性显著
菌落特征
表 1 温度对病原菌生长的影响
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热 带 作 物 学 报 28卷
2.5 不同湿度对病原菌分生孢子萌发的影响
用不同硫酸浓度控制不同的湿度,对分生
孢子萌发的影响见表2。由表2可见,相对湿度
100%时分生孢子萌发最高,达 91.7%;相对湿
度90%时分生孢子萌发率仅为8.3%,相对湿
度75.6%以下分生孢子不萌发。结果表明只有
在高湿条件下才有利于病原菌分生孢子的萌发。
2.6 不同 pH值对病原菌生长和产孢量的影响
不同 pH值对病原菌生长发育影响结果见
表 3。由表 3可见,病原菌可以在 pH为 3~12
范围内的基质中生长发育,但生长较好的则在
pH为5~8之间,其中以 pH为 6.5最佳,pH为
2以下不能生长。
2.7 不同碳、氮源对病原菌生长及产孢量的影响
在不同的碳素条件下测定不同碳、氮源对
病原菌生长及产孢量的影响,结果表明(表 4),
病原菌能有效地利用蔗糖、葡萄糖、淀粉、甘露
醇、乳糖,然而经测定孢子的形成数量,以蔗
糖、葡萄糖为最好。病原菌也能不同程度利用
各种氮源,但以蛋白胨、尿素为佳,且有利于孢
子的形成。磷酸二氢铵、硫酸铵则不利于病原
菌的生长发育。
3 讨 论
关于蝴蝶兰叶基腐病,科普书中有人命名为黄叶病、镰刀菌病、黑头病 [1~3]。黄叶病是根据叶基部受
害腐烂,导致叶片失水黄化而定名,然而,笔者调查发现,不同品种反应症状有所不同,有的品种叶片不
黄化,而呈现红化现象。而镰刀菌可引起许多植物的病害,用镰刀菌病来命名难免会造成混乱。至于黑
头病是由于叶基病后,不断蔓延上去,直至根茎处变黑腐烂,这也不够准确。
α=5% α=1% α=5% α=1%
蔗 糖 5.2 fg F g H
葡萄糖 5.0 fg F f F
淀 粉 4.5 e DE d D
甘露醇 4.2 de CD c C
乳 糖 3.8 c C b B
蛋白胨 4.9 f EF e EF
尿 素 4.5 e DE e E
硝酸铵 4.1 cd CD d D
酸 铵 2.2 b B b B
磷 酸 1.5 a A a A
二氢铵
PDA(CK) 5.3 h F g G
菌落圆形,菌丝生长旺盛,菌丝棉絮状,菌落反面银白色。
菌落圆形,菌丝生长旺盛,菌丝棉絮状,菌落反面银白色。
菌落圆形,近圆形,菌丝棉絮状,菌落反面黄白色。
菌落近圆形,菌丝生长疏松,菌落反面灰白色。
菌落近圆形,菌丝生长疏松,菌落反面灰白色。
菌落圆形,菌丝稀少,菌落反面淡黄褐色。
菌落近圆形,菌丝生长旺盛,菌落反面白色。
菌落圆形,菌丝生长旺盛,菌落反面白色。
菌落近圆形,边缘不整齐,菌丝生长疏松,菌落反面浅黄色。
菌落近圆形,边缘不整齐,菌丝
生长疏松,菌落反面浅黄色。
菌落圆形,菌丝生长旺盛,棉絮状,菌落反面银白色。
14.51
12.60
8.2
5.48
4.1
12.15
11.80
8.60
3.75
2.0
13.80
碳、氮素
菌落直径
/cm
差异显著性
菌落特征
孢子量
/105个·mL-1
差异显著性
表 4 不同碳、氮源培养基对病原菌生长发育的影响
α=5% α=1% α=5% α=1%
2 0 a A 0 a A
3 2.5 d D 7.01 e D
4 3.2 e E 10.8 f E
5 4.2 f F 12.5 f F
5.8 5.1 g G 14.08 g G
6.5 5.8 h H 15.25 h H
7 4.4 f F 12.5 g F
8 3.4 e E 11.01 f E
9 2.3 cd CD 6.11 d C
10 2.2 cd BCD 5.6 c BC
11 2.2 bc BC 5.6 bc B
12 1.8 b B 5.11 b B
pH值
菌落直径
/cm
差异显著性 孢子量
/105个·mL-1
差异显著性
表 3 pH值对病原菌生长和产孢量的影响
α=5% α=1%
100 无菌水 300 275 91.7 c C
90 18.5%,H2SO4 300 25 8.3 b B
75.6 30%,H2SO4 300 0 0 a A
65 36%,H2SO4 300 0 0 a A
50 43.4%,H2SO4 300 0 0 a A
35 50.9%,H2SO4 300 0 0 a A
25 55.9,H2SO4 300 0 0 a A
相对湿度
/%
控制材料
检 查
孢子数
萌 发
孢子数
萌发率
/%
差异显著性
表 2 湿度对病原菌分生孢子萌发的影响
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4期 林清洪等:蝴蝶兰叶基腐病病原鉴定及生物学特性
刘淑艳等用 Whiteetal.于 1990年设计的引物 ITS4和 ITS5对蝴蝶兰基腐病菌(Fusariumspp.)的
rDNAITS区片段进行了 PCR扩增,并将扩增产物克隆到大肠杆菌JM109中进行测序,测得的序列长度
为565bp。但没有进行致病性测定、病原菌种类鉴定。基于上述原因,笔者认真观察叶基腐病发病的整
个过程:病原菌初次从最下部叶基部侵入,产生黑色小点,水渍状,形态半圆形或不规则,叶片失水黄
化、红化等,最后叶基部出现灰白色菌核,红褐色的子座组织,待病斑扩展整个叶基部,叶片断裂、脱落,
病原菌继续侵入上一片叶基部,直至整株枯死。故笔者命名蝴蝶兰叶基腐病比较符合客观实际。据笔者
调查,蝴蝶兰叶基腐病在各大主要产区发病较重,成为蝴蝶兰真菌病害的头号杀手。目前尚无有效药剂
进行控制,因此有必要对叶基腐病进行病原菌的发病规律、药剂防治研究,同时,据台湾介绍用放线菌
和水溶性小分子甲壳素能有效防治叶基腐病的蔓延。
致 谢:本论文的部份内容是在福建农林大学植物保护学院张绍升教授指导下完成的,特此致谢。
参 考 文 献
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11BoothC.TheGenusFusarium[M].England:CommonweathMgcologicaolInstitutePress,1971,30,33~35,44~53
IdentificationandBionomicsofLeafBut
RotofPhalaenopsis
LinQinghong LinGuangrong HuanYihuang ZhangNing LiuFuping
FujianInstituteofSubtropicalBotany Xiamen Fujian 361006
Abstract ThesexualandasexualphasesofpathogensisolatedfromtheleafbutrotofPhalaenopsisbelongtothe
NectriaHaematococaandFusariumsolanirespectively.Thetemperaturesuitableforthegrowthofthepathogens
rangedfrom13℃to38℃,andtheoptimumwas28℃.Therelativehumidityforconidiagerminationrangedfrom
90%to100%.ThepathogengrewinarelativebroadrangeofpHvaluesfrom3to12,withanoptimumpH6.5
forthemycelialgrowthandsporulation.Thepathogengrewandsporulatedbeterinthemediausingsucroseand
glucoseasthecarbonsources,andpeptoneandureaasthenitrogensources.
Keywords Phalaenopsis leafbutrot Nectriahaematococa Fusariumsolani Bionomics
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