全 文 ：甘南玛曲高寒草地蒲公英锈病初步调查研究
张蓉 ,王生荣＊ (甘肃农业大学草业学院 ,甘肃兰州 730070)
摘要 [目的]探索蒲公英锈病的发生规律 ,寻求最佳的病害防治措施。[方法]对甘南玛曲不同季节和不同海拔的蒲公英锈病发生情况
进行初步调查 ,对其病害症状进行描述 ,对病原进行鉴定 ,并对冬孢子的形态进行光学显微镜和扫描电镜表面超微结构拍照。[结果]蒲
公英锈病的病原菌为山柳菊柄锈菌 ,冬孢子双胞 ,表面光滑。地形对蒲公英感病率有影响 ,随着海拔的升高 ,蒲公英锈病发病率和病情
指数呈明显降低趋势。海拔每升高 100 m ,其发病率和病情指数分别平均降低 17.6%和 16.2%。较高的温度、湿度和光照条件可以促进
蒲公英锈病的发生与蔓延。[结论]该研究为蒲公英病害致病机理的研究提供了理论依据。
关键词 蒲公英;锈病;甘南玛曲
中图分类号 S 432 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2009)17-07879-02
Preliminary Research on Taraxacum Rust Disease from Alpine Grassland in Maqu County in South Gansu
ZHANGRong et al (College of Grass Industry , Gansu Agricultural University, Lanzhou , Gansu 730070)
Abstract [Objective] The aim was to explore the occurrence regularity of Taraxacum rust disease and look for optimum disease control measures.
[Method] The occurrence conditions of Taraxacum rust disease in different season and altitude were surveyed preliminarily , the disease symptom was de-
scribed, the pathogeny was identified and the surface ultrastructure of its teliospore configuration were photoed by optical microscope and scanning electron
microscope.[ Result] The pathogeny of Taraxacum rust disease was Puccinia hieracii.The teliospore had two cells and its surface was smooth.The ter-
rain had influence on Taraxacum infective rate.The incidence and disease index of Taraxacum rust disease showed obvious decreasing trend with the ris-
ing of altitude.The incidence and disease indexwere averagely decreased 17.6%and 16.2%, resp.as the altitude hoisted 100 m.The higher tempera-
ture, humidity and illumination could increase the occurrence and spread of Taraxacum rust disease.[ Conclusion] The research provided the theoretical
basis for study on pathogenesis of Taraxacum disease.
Key words Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz;Rust;Gannan Maqu
基金项目 甘肃省科技攻关项目(2GS052-A41-007-03);教育部博士点
基金资助项目(20070733003)。
作者简介 张蓉(1976-),男 ,甘肃通渭人 ,硕士研究生 ,研究方向:植
物病原真菌及其病害防治。 ＊通讯作者 , 博士生导师 ,
教授。
收稿日期 2009-03-13
蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand)又名黄花地丁 ,为菊
科多年生草本植物 ,是草原上的优良牧草之一。其性寒 ,味
苦 、甘 ,入肝 、胃经 ,具有清热解毒 、消痈散结等功效 ,是药食
俱佳的天然绿色植物 ,具有“天然抗生素”之称[ 1-4] 。
玛曲是亚洲最优良的草场之一 ,其天然草地是当地最主
要的自然资源 ,也是牧民赖以生存的生产资料和生活资料 ,
是黄河主要的水源涵养地和生态屏障 。然而 ,由于草地病害
和人为等因素的影响 ,玛曲县近 90%的天然草场出现了不同
程度的退化和沙化 ,且以每年 10.8%的速度扩展[ 5] 。围绕着
天然草地退化问题 ,许多科技工作者先后开展了调查研究工
作。20世纪 70年代 ,刘若等对天祝草原的病害问题进行了
系统调查研究[ 6-8] ,80年代末又对金强河的牧草真菌病害进
行了调查研究[ 9] ;王生荣等在 2002～ 2007年对甘肃天祝高寒
草地植物黑粉病作了调查研究[ 10] ;庄剑云等在 1992 ～ 2005
年对甘肃省草地锈病进行了调查研究[ 11] 。近年来 ,玛曲县
天然牧场蒲公英锈病发生十分普遍 ,严重影响了蒲公英的生
长势 ,导致植株长势衰弱 ,生长缓慢 ,提早枯死。目前 ,对蒲
公英锈病的病原 、发病规律 、病情调查等尚缺乏系统的研究。
笔者通过对蒲公英锈病的调查 ,探索蒲公英锈病的发生规
律 ,寻求最佳的病害防治措施 ,以期为研究蒲公英病害的治
病机理和草地退化等问题提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 调查地自然概况 调查地点位于甘肃省甘南藏族自
治州玛曲县 ,该县位于甘肃西南部 ,甘 、青 、川 3省的交界地
带 ,地处 100°45′～ 102°29′E ,33°06′～ 34°30′N 。全县境内共有
土地面积 96.05万 hm2 ,其中天然草场面积为 85.90万 hm2 ,占
全县土地总面积的 89.5%。属青藏高原寒冷湿润气候 ,海拔
3 300～ 4 806 m ,年均气温 1.1 ℃,年均降水量 501.6 ～ 615.5
mm[ 12] 。
1.2 调查方法 2008年 6月 18日在调查地选取 3个样点 ,
分别为高山亚高山(海拔 3 500 m)、阶地(海拔 3 400 m)和河
漫滩(海拔 3 300 m),每个样点间垂直距离约 100 m 。在每个
样点确定感病蒲公英 30株 ,并对其进行编号。
1.2.1 发病率 。于 2008年 8月 20日在每个样点随机选取
100株蒲公英 ,对感病和健康株分别计数;并随机选取 50株
感病蒲公英 ,将每株的感病和健康叶片分别计数 ,以计算出
蒲公英植株和叶片的发病率[ 13] 。
1.2.2 病情指数 。2008年 8月 20日 ,在每个样点随机选取 3
个 1 m2 大小样方 ,进行样方内蒲公英植株病级调查 ,病害分
级标准见表 1[ 14] 。公式如下:
病情指数= ∑(病级株数×代表数值)株数总和×发病最重级的代表数值×100
表 1 蒲公英锈病分级标准
Table 1 Grading standards of dandelion rust
病级
Disease level
代表数值
Representative value
发病率∥%
Incidence rate
Ⅰ 0 10
Ⅱ 1 15
Ⅲ 2 30
Ⅳ 3 45
Ⅴ 4 70
Ⅵ 5 >70
1.3 病害症状描述 于 2008年 6月底蒲公英返青时 ,观察
蒲公英发病情况 ,进行蒲公英锈病各孢子阶段和危害症状观
测 ,并采集带有夏孢子或冬孢子的新鲜叶片带回实验室压制
成标本 ,供室内鉴定使用[ 14] 。观察蒲公英锈病症状 、病原菌
安徽农业科学 , Journal of Anhui Agri.Sci.2009, 37(17):7879-7880, 7891 责任编辑 金琼琼 责任校对 傅真治
形态特征 、整个生长发育期所出现的孢子类型。
1.4 病原菌鉴定 从蒲公英上挑取少许冬孢子堆上的锈
菌 ,首先制作水玻片 ,在 40倍显微镜下观察计测冬孢子的大
小 、形态 、颜色 、存在方式及孢子堆的特征。每种孢子计测 50
个 ,计算孢子长 、宽平均值 ,采用加减 1个标准差作为孢子大
小[ 10] 。然后在 JSM-5600LV低真空扫描电子显微镜下观察蒲
公英锈菌冬孢子的大小 、形状 、颜色 、表面纹饰的结构特点
等。具体步骤包括:①选取新鲜菌种;②用具有导电性双面
胶带把干燥后的样品粘贴在样品台上 ,使被观察的部位向上
并且分布在同一高度;③在样品和样品台的表面同时镀上一
层金属膜 ,该试验采用真空喷镀法镀金膜;④观察测量和电
镜拍照[ 15] 。
1.5 数据处理 采用DPS v3.01统计软件 ,对不同海拔的蒲
公英锈病发病率 、病叶率和病情指数进行 LSD 差异显著性
检验。
2 结果与分析
2.1 蒲公英锈病症状 在 6月下旬蒲公英始病时 ,在叶片
的正面产生锈黄色 、圆形 、近圆形的疱状斑点的病原夏孢子
堆;7月下旬 ,以疱状斑点为发病中心向整个植株扩散 ,同时 ,
在蒲公英的叶片背面也出现疱状斑点 ,即释放夏孢子反复侵
染 ,到 8月中下旬达到病害发生的高峰期。总体表现为 ,随
着蒲公英的生长 、气温的升高和雨量的增多 ,锈病愈发严重。
首先是正面出现夏孢子堆 ,其次是背面出现夏孢子堆 ,后来
夏孢子堆越来越多 ,最终在蒲公英的生长后期产生冬孢子
堆。冬孢子堆周围伴有 2 ～ 5mm 的晕圈 ,呈紫色或紫褐色;
冬孢子堆露出褐色粉末状的冬孢子 ,最终冬孢子堆布满整个
叶片 ,叶片随之变成黑褐色 、紫褐色或深褐色。
2.2 病原菌形态及鉴定 在蒲公英上有 2种孢子堆 ,即夏
孢子堆和冬孢子堆。夏孢子堆生在叶的两背面 ,直径为
0.5～ 1.0mm ,初期生于表皮下面 ,后突破表皮 ,外露 ,粉状 ,呈
锈黄褐色;夏孢子近球形 、椭圆形或卵圆形 ,淡黄色至栗褐
色 ,有刺 ,单胞 ,大小为(28.1 ～ 22.2)μm×(30.2 ～ 23.4)μm 。
冬孢子堆生在叶的两面 ,散生 ,直径 1.5 ～ 3.0mm ,粉状 ,紫褐
色 ,圆形或不规则形;冬孢子长椭圆形 、纺锤形 、梨形或葫芦
形(图 1),大小为(25.6～ 38.4)μm×(14.9～ 19.9)μm ,平均为
34.0μm×16.9 μm ,深黄色或黄褐色 ,顶端圆形 、平滑 ,双胞 、
隔膜处有明显缢缩 ,具无色易脱落短柄 ,断后长 3 ～ 5 μm 。根
据真菌鉴定手册 ,该病原菌为柄锈菌属山柳菊柄锈菌(Pucc-
nicia hieracii Martius)。
2.3 发病率和病情指数 由表 2可见 ,河漫滩植株发病率
比阶地和高山亚高山分别高 27.9和 35.2个百分点 ,高山亚
高山 、阶地和河漫滩之间发病率差异显著(P<0.05)。河漫
滩蒲公英的病叶率比阶地高 23.4个百分点 ,但两者之间并
无显著差异(P >0.05),而高山亚高山与河漫滩之间差异显
著(P<0.05)。蒲公英锈病病情指数大小依次为河漫滩>阶
地>高山亚高山 ,河漫滩的病情指数比阶地和高山亚高山的
病情指数分别高出 23.5和 32.3 ,并且三者间差异显著(P <
0.05)。上述结果说明 ,蒲公英锈病发病率和病情指数随海
注:a.冬孢子电镜扫描图×2 000倍;b.冬孢子电镜扫描图×3 500倍;c.光学显微图×400倍。
Note:a.Scanning electron microscope of rust teliospore(×2 000);b.Scanning electron microscope of teliospore(×3 500);c.Scanning elect ron microscope of
rust teliospore(×400).
图1 蒲公英锈病冬孢子超微结构
Fig.1 The ultrastructure of dandelion teliospore
表 2 不同地形对蒲公英锈病发病率和感染指数的影响
Table 2 Effects of different terrain on the incidence rate and infection index
of dandelion rust
生境
Habitat
样点海拔∥m
Elevation of
sampling points
植株发病率∥%
Incidence rate
of plants
病叶率∥%
Diseased
leaf rate
病情指数
Disease
index
高山亚高山High 3 500 49.5 c 40.6 b 29.4 c
mountain and semi-
highmountain
阶地 Terrace 3 400 56.8 b 45.7 ab 38.2 b
河漫滩 Floodplain 3 300 84.7 a 69.1 a 61.7 a
注:表中同列不同小写字母表示在 0.05水平上差异显著。
Note:Different small letters in the same column mean significant difference at
0.05 level.
拔的升高而降低 ,虽然叶片发病率也随海拔的升高而降低 ,
但海拔每升高 200 m以上要比升高 100 m差异显著。
3 小结与讨论
蒲公英锈病病菌为担子菌门 、冬孢菌纲 、锈菌目 、柄锈菌
科 、柄锈菌属的山柳菊柄锈菌(Puccinia hieracii Martius)。蒲
公英锈病病菌的危害症状在国内尚未见详细报道 ,其病原菌
的形态特征与真菌鉴定手册中报道的一致。玛曲蒲公英锈
病病菌在一个完整生活史过程中生成夏孢子和冬孢子 ,但没
有发现性孢子 、锈孢子和担孢子 。
地形对蒲公英感病率有影响 ,随着海拔的升高 ,蒲公英
锈病发病率和病情指数呈明显降低趋势 。可能是由于高山
(下转第 7891页)
7880 安徽农业科学 2009年
以透光度为纵坐标 ,硅标准使用液浓度为横坐标 ,进行
标准曲线的绘制 ,得到回归方程:Y =0.859 9X +0.006 8 ,R
=0.999 8 。将试验测得的 OD 值 ,代入回归方程分别计算得
到相应的钾含量及硅含量 ,结果如表 2所示 。
表2 h-3菌株的解钾解硅活性
Table 2 Activity of releasing potassium and silicon of the strain h-3
菌株
Strains
OD 值
OD value
钾含量∥mg/L
Content of
potassium
OD 值
OD value
硅含量∥μg/ml
Content of
silicon
h-3 0.710 35.36 0.310 1.763
k-7 0.413 23.09 0.046 0.226
由表 2可知 ,相对于对照菌株 k-7来说 ,从玉米田土样中
分离得到的硅酸盐细菌h-3菌株均具有较高的解钾和解硅活
性。在摇瓶发酵条件下 ,可以使发酵液中水溶性钾含量和硅
含量分别达到 35.36 mg/L和 1.763μg/ml ,其解钾活性相对高
于目前市场上常用于生产生物钾肥的生产菌株 ,并为作物提
供易于吸收利用的硅等营养元素。由于农田环境有所差异 ,
比如水田旱田差异较为明显 ,h-3菌株分离自旱田 ,较为适宜
旱田环境 ,因而具有被开发用作旱田作物生物肥料的潜力。
3 结论与讨论
硅酸盐细菌是一种有效的生物肥料 ,可缓解土壤缺钾状
况 ,提高作物抗病能力 ,增加土壤肥力 ,不仅可降低农作物生
产成本 、缩短生产周期 、提高作物产量和品质 ,且对人体无
害 、对环境无二次污染 、不板结土壤 ,也符合当前无公害农业
和生态农业的要求。其在农作物根际的存活率很高 ,施用量
可以比其他菌肥少一些 ,可作基肥 ,追肥 ,也可沾秧根 ,施用
方便。因此 ,硅酸盐细菌应用于农业生产中具有显著的经济
效益 、生态效益和环境效益。
硅酸盐菌剂功能的有效发挥必须满足 2个基本条件:一
是菌株的高效性 ,二是菌株本身对土壤环境的适应性[ 15] 。
笔者以玉米田土壤为样品 ,从中分离得到具有分解硅酸盐类
矿物能力的硅酸盐胶质芽孢杆菌 h-3菌株 ,对一般旱田土壤
环境的适应潜力通常较强 ,且具有较强的解硅 、解钾能力 ,作
为生物肥料用于农作物种植的可行性较大 ,应用前景广阔。
参考文献
[ 1] 钟冬梅 ,马光庭.硅酸盐细菌在农业中应用的研究动态[ J] .广西农学
报 ,2008, 23(3):32-35.
[ 2] 孙德四 ,张强.硅酸盐细菌的选育及其脱硅效果研究[ J] .西安科技大
学学报 ,2006, 26(2):235-239.
[ 3] 何琳燕 ,殷永娴,黄为一.一株硅酸盐细菌的鉴定及其系统发育学分析
[ J] .微生物学报 ,2003, 43(2):162-167.
[ 4] 唐亮,张进忠 ,于萍萍,等.硅酸盐细菌的分离、纯化、鉴定及生物学特
性研究[ J] .山东农业科学 ,2008(1):71-73.[ 5] 徐大勇 ,李峰 ,贺雪丽.硅酸盐细菌的分离及其解钾活性的初步比较
[ J] .淮北煤炭师范学院学报 ,2007,27(4):42-44.
[ 6] 陈金春 ,陈国强.微生物学实验指导[M] .北京:清华大学出版社 , 2005:
96.
[ 7] 东秀珠 ,蔡妙英.常见细菌系统鉴定手册[M] .北京:科学出版社 , 2001:
43-66 ,353-358.
[ 8] SAMBONG KIM ,JUNG YOON ,HONGIK KIM , et al.A Phylogenetic analysis of
the genus Saccharomonospora conductedwith 16S rRNA gene sequences[ J] .In-
ternational Journal of Systematic Bacteriology ,1995,45(2):351-356.
[ 9] RAINEY FRED A ,NANMI WARD RAINEY ,KROPPENSTEDT REINER M , et
al.The genus Nocardiopsis represents a phylogenetically coherent taxon and a
distinct actinomycete lineage:proposal of Nocardiopsaceae fam.nov[ J] .Interna-
tional Journal of Systematic Bacteriology , 1996, 46(4):1088-1092.
[ 10] LANED J.16S/ 23S rRNA Sequencing[M]// STACKEBRANDT E ,GOODFEL-
LOWM.Nucleic acid techniques in bacteria systematics.Chichester:John Wiley
&Sons ,1991:115-147.
[ 11] SAITOU N , NEI M.The neighbour-joining method:a new method for recon-
structing phylogenetic trees[ J] .Mol Biol Evol ,1987, 4:406-425.
[ 12] 盛下放,黄为一.硅酸盐细菌NBT菌株释钾条件的研究[ J] .中国农业
科学, 2002 ,35(6):637-677.
[ 13] 孙德四 ,陈福山,张强.硅酸盐细菌特性及对硅铝的活化与吸持研究
[ J] .苏州科技学院学报, 2005 ,18(4):28-31.[ 14] 吴丽.煮糖罐积垢主要成分测定的研究[ D] .南宁:广西大学, 2007:58
-60.
[ 15] 何琳燕,盛下放,陆光祥 ,等.不同土壤中硅酸盐细菌生理生化特征及
其解钾活性的研究[ J] .土壤 ,2004,36(4):434-437.
(上接第 7880页)
亚高山地区的较低气温 ,不利于蒲公英锈病的发生与蔓延 ,
抑制了夏孢子的重复侵染。在调查中观测到 ,阳坡低洼地
的蒲公英锈病发病率和感病程度均高于同海拔其他环境 ,
说明较高的温度 、湿度和光照条件可以促进蒲公英锈病的
发生与蔓延 。
结合当地气候环境和植物群落等自然条件推测 ,蒲公
英锈病病原菌很可能是以冬孢子形态随同病残体遗留在土
表越冬 ,春季萌发产生菌丝继续侵染该寄主或邻近蒲公英;
而以夏孢子借气流或水流等外来动力传播到其他较远的蒲
公英上 ,并在其叶片正面产生更多的夏孢子堆 ,夏孢子多次
反复侵染使病情加重 ,在寄主生长后期形成冬孢子越冬 。
笔者只对该病害的症状及病原进行了观察鉴定 ,对其
生活史的了解还很少 ,特别是对蒲公英锈病的发病规律还
不明确 ,有待进一步研究。
参考文献
[ 1] 赵守训,杭秉倩.蒲公英的化学成分和药理作用[ J] .中国野生植物资
源, 2001 ,20(3):1-3.
[ 2] 张延龙.用蒲公英散和青霉素普鲁卡因治疗奶牛乳房炎[ J] .中兽医学
杂志, 2008(2):19-20.
[ 3] 肖玫,杨进,曹玉华.蒲公英的营养价值及其开发利用[ J] .中国食物与
营养, 2005(4):47.
[ 4] 吴艳玲 ,朴惠善.蒲公英的药理研究进展[ J] .时珍国医国药 , 2004 , 15
(8):519-520.
[ 5] 韩建国.草地学[M] .3版.北京:中国农业出版社 ,2007:2-5.
[ 6] 刘若.早熟禾白粉病的初步研究[ J] .甘肃农业大学学报 ,1974(1):69-
71.
[ 7] 刘若.苜蓿霜霉病的调查研究[ J] .甘肃农业大学学报 ,1976(3):39-40.
[ 8] 刘若.天祝金强滩花苜蓿(Trigonella ruthenica L.)霜霉病调查[ J] .甘肃农业大学学报 ,1976(4):40-44.
[ 9] 刘若,南志标.天祝永丰滩草原植物的真菌病害[ J] .中国草业科学 ,
1987, 4(1):14-18.
[ 10] 王生荣,郑华平,何冬云 ,等.天祝高寒草原草地植物黑粉病调查研究
[ J] .草业学报, 2008(1):48-49.
[ 11] 庄剑云,王生荣.甘肃锈菌名录[ J] .菌物研究, 2006 ,4(3):6-7.
[ 12] SCHRAUF G E, CORNAGLIA P S , DEREGIBUS V A.Improvement in germi-
nation behaviour of Paspalum dilatarum Poir.seeds under different pre-condi-
tioning treatments[ J] .New Zealand Journal of Agricultural Research , 1995 ,38:
501-509.[ 13] 张扬.甘肃天祝草原黄花棘豆锈病的调查[ J] .杂草科学 ,2005(1):16-
17.
[ 14] 方仲达.植病研究法[M] .3版.北京:中国农业出版社 ,1998.
[ 15] 曾翠云.甘肃省黑粉菌分类研究[ D] .兰州:甘肃农业大学 , 2006.
789137卷17期 王 伟等 硅酸盐细菌菌株的分离及其解钾解硅活性初探