全 文 ：第 20卷　第 3期 四 川 林 业 科 技　 Vo1. 20,　 No. 3
1999年　　 9月 Journal o f Sichuan Fo restr y Science and Technolog y　 Sept. ,　 1999
　
　
　
　
　　收稿日期: 1999-04-05
圆柏锈病——胶锈菌的重寄生菌研究及应用
黄　云
(四川农业大学 ,四川雅安　 625014)
摘要: 本文报道了圆柏胶锈菌 ( Gymnosporangium asiaticum , G. yamadai )的重寄生菌柄锈
生痤孢 ( Tuberculina v inosa)的寄生及形态特征。在 PDA上 ,该菌菌丝生长及产孢的适温 20℃
～ 30℃ ,适宜 p H6～ 9,荧光可促进产孢。田间接种该寄生菌于梨、苹、贴梗海棠、垂丝海棠等锈
病菌上均表现了重寄生现象 ,其寄生率在梨、贴梗海棠及垂丝海棠达 90%以上 ;该寄生菌以
分生孢子经气流传播 ,孢子萌发形成芽管从性子器和锈子器侵入 ,潜育期 7天～ 12天。 自然
条件下在其寄生部位越冬 , PDA试管菌种在 10℃以下保存 5个月仍有 80%以上的孢子萌发
率。 该寄生菌的控病机制为阻断锈病的侵染循环 ,显示出生物防治的广阔前景。
关键词: 胶锈菌 ;重寄生菌 ;寄生及形态特征 ;生物学特性 ;越冬传播及侵入 ;
控病机制
　　圆柏锈病由梨胶锈菌 (Gymnosporangium asiat icum Miyabe ex Yamada)和山田胶锈
菌 (G. yamadai Miyabe)引起的常见病害。 圆柏、龙柏、塔柏等受害后 ,小枝衰亡 ,对树木
生长影响较小 ,但梨、苹果、贴梗棠等转主寄主感病后常在春夏大量落叶 ,削弱树势 ,造成
重大的经济损失。 长期以来 ,对该病采用化学防治和砍伐其转主寄主的防治方法 ,不利于梨、
苹作为绿色食品的开发 ,造成果园和园林观赏地的环境污染及生态平衡的破坏。利用胶锈菌的
重寄生菌进行防治 ,为防治该锈病提供了新的途径。 胶锈菌的重寄生菌研究 ,国内外尚未见报
道。对此 , 1996年至今进行系统研究 ,以期在我国植物病害的生物防治上开拓新的领域。
1　材料与方法
1. 1　重寄生菌的寄生及形态特征　切片镜检梨、苹、贴梗海棠和垂丝海棠上被重寄生的
叶部病斑 ,测量分生孢子座 ,分生孢子梗及分生孢子的大小 ,各测量 100个以上。
1. 2　重寄生菌的分离及培养　采用单孢分离法 [ 1]分离梨叶锈子器上的重寄生菌于 PDA
等 8种培养基 , 25℃下恒温培养。镜检并测量其菌丝、产孢结构和孢子大小。
1. 3　重寄生菌的生物学特性
1. 3. 1　温度对菌丝生长及产孢的影响　用孢子悬浮液 (孢子浓度 13. 1× 106个 /ml )针滴
( 14. 7μl)于 PDA平板上 ,分别置于 5℃～ 35℃ 7个温度下培养 , 4次重复 ,第 10天测定菌
落直径 ,第 15天测量产孢量。
1. 3. 2　 pH值对菌丝生长及产孢的影响　 PDA培养基用 0. 1 N HCl和 NaOH调节 pH 2
～ 11,共 10个梯度 ,接种、测定菌落直径及产孢量 (方法同 1. 3. 1)。
1. 3. 3　光照对菌丝生长及产孢的影响　设荧光、黑光、黑暗和荧光～ 黑暗 12小时交替 7
个处理 , 4次重复 , 25℃恒温培养。 接种、计测菌落直径及产孢量 (方法同 1. 3. 1)。
1. 4　重寄生菌的越冬、传播及侵入
1. 4. 1　重寄生菌的越冬　设置重寄生叶片 (孢子萌发率 97% )于自然条件和室内 ,试管
菌种 (孢子萌发率 92% )孢悬液涂抹于梨枝干和梨芽上等 4个处理 , 4次重复 ,每隔 20天
用悬滴法测定孢子萌发率。
1. 4. 2　重寄生菌的传播　在梨锈病发生期 ( 4月～ 5月 )在近地面 30 cm处置涂有凡士林
的载玻片于梨园内 ,捕捉田间重寄生菌分生孢子 ,每隔 2天取换 1次 ,共 20次。镜检记载
捕捉孢子数。
1. 4. 3　重寄生菌的侵入　 ( 1)侵入部位及途径　设梨、苹和贴梗海棠叶性子器、锈子器未
突破叶背表皮和锈子器突破叶背表皮 3个处理 ,每处理 50个病斑 ,重寄生菌孢悬液喷雾
接种 ,套袋保湿 24小时 ,观察重寄生现象。锈病叶部病斑接种重寄生菌孢悬液 ,保湿 48小
时 ,扫描电镜下观察其侵入途径。 ( 2)完成侵入的时间　取上述 4个转主寄主锈病枝条于室
内 ,插于沙赫完全培养液或清水中 ,用重寄生菌孢悬液接种于性子器上 ,套袋保温 , 5小时后 ,
每隔 5小时定时取样 1次 ,取样病斑反复用水冲洗 ,除去接种源 [2 ] ,观察重寄生现象。
1. 4. 4　重寄生菌潜育期　在田间不同日期接种重寄生菌于梨、苹、贴梗海棠和垂丝海棠
锈病性子器上 ,保湿 24小时 ,观察记载不同自然温度下重寄生菌的潜育期。
1. 5　重寄生菌的寄生范围及田间控病作用
1. 5. 1　重寄生菌的寄生范围　在上述 4种转主寄主锈病田间发病期 ,用重寄生菌孢悬液
( 10× 10倍镜下 50个左右孢子 )喷雾接种于锈病菌性子器部 ,观察重寄生现象。
1. 5. 2　重寄生菌的田间控病效果　在梨、贴梗海棠和垂丝海棠锈病田间发病期 ,用重寄
生菌孢悬液 (孢子浓度同 1. 5. 1)喷雾接种于性子器部 ,每隔 7天～ 20天定点调查 400个
病斑以上 ,统计重寄生率。在锈病发生后期 ,随机取梨、贴梗海棠及垂丝海棠寄生和未寄生
各 90个病斑 ,测量其病斑的大小 (纵径 mm×横径 mm)。
1. 5. 3　重寄生菌的控病机制　观察被重寄生菌寄生的锈病病斑的外部形态特征 ,对重寄
生菌寄生的锈病病斑切片镜检 ,观察重寄生菌的产孢结构与锈病菌锈子器相互关系的形
态特征。
1. 6　重寄生菌的菌种保存　将重寄生菌 PDA试管菌种置于 - 12℃～ 25℃和自然温度
等 6个温度处理下 ,每隔 25天左右进行孢子萌发试验 ,荧光、 27℃恒温、 24小时后随机检
查 300个孢子 ,统计萌发率 , 3次重复。
2　结果与分析
2. 1　重寄生菌的寄生及形态特征　在圆柏锈病的转主寄主梨、苹、贴梗海棠和垂丝海棠
叶背 (及叶面 )病斑上发生重寄生现象。被重寄生菌寄生的锈病病斑、无毛管状锈子器伸出
寄主组织外 ,而被一层淡红褐色的粉状物覆盖 (重寄生菌的分生孢子 )。切片镜检被重寄生
的病斑 ,重寄生菌的分生孢子座淡褐色 ,圆形或不规则形 ,表生、平铺 ,直径 120μm～ 2
860μm。分生孢子梗呈紧密栅状排列、近无色、细长棒状、顶部较粗、向基渐细 ,长 26μm～
114μm,宽 2μm～ 3. 6μm,无隔膜及分枝。分生孢子单生于孢子梗顶端 ,内壁芽生瓶体式
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产孢 ( eb- ph)、淡褐色、单胞、球形或近球形 ,大小分别为 3. 75μm～ 15. 7μm和 7. 5μm
～ 16. 2μm× 2. 5μm～ 12. 5μm。上述形态特征与 Sacca rdo[3 ] ( 1886)所记载的 Tuberculina
v inosa Sacc.一致 ,故将重寄生菌定为柄锈生座孢 T . v inosa Sacc.。
2. 2　重寄生菌的分离及培养　用单孢分离法在 PDA等 3种培养基上获纯培养。在 PDA
平板、 25℃下 ,该寄生菌 2天～ 4天出现白色菌落 ,菌丝乳白色、有隔、多分枝 ,平均直径
4. 5μm。 5天～ 7天开始产孢。切片镜检产孢结构、与自然寄生情况的形态大小一致。经
回接试验 ,出现完全同于自然发生的重寄生现象。由此证明分离菌与自然条件下胶锈菌的
重寄生菌为同一种。
2. 3　重寄生菌的生物学特性
2. 3. 1　温度对菌丝生长及产孢的影响　在 PDA上 ,菌丝生长及产孢适温 20℃～ 30℃、
最适 25℃～ 30℃、低于 5℃和高于 25℃菌丝不能生长及产孢 (表 1)。
　　表 1 温度对菌丝生长及产孢的影响
处　　理
(℃ ) 菌丝生长
菌落直径
( mm)
差异显著性
LSD0. 01
产孢量
(× 106个 /ml )
差异显著性
L SD0. 01
5 - - D C
10 + 8. 6 C C
15 + + 9. 1 BC 0. 125 C
20 + + + + 10. 5 A 7. 423 B
25 + + + + 9. 8 B 12. 005 A
30 + + + + 10. 7 A 11. 573 A
35 - - D C
2. 3. 2　 pH值对菌丝生长及产孢的影响　在 PDA上 ,菌丝生长及产孢适宜 pH6～ 9,低
于 pH 3和高于 pH 11菌丝不能生长和产孢 (表 2)。
　　表 2 pH对菌丝生长及产孢的影响
处　　理
( pH)
菌丝生长 菌落直径
( mm)
差异显著性
LSD0. 01
产孢量
(× 106个 /m l)
差异显著性
LSD0. 01
第 15天 pH值
2 + 6. 5 E E 2
3 + 6. 8 DE E 3
4 + + 7. 3 D 0. 58 E 4
5 + + + 9. 6 C 3. 24 E 5
6 + + + + 12. 1 A 27. 42 A 5. 5
7 + + + 12. 6 A 22. 32 B 6
8 + + + 10. 9 B 17. 35 C 7
9 + + 11. 1 B 8. 7 D 7
10 + + 10. 2 C 3. 19 E 7
11 + 9. 6 C E 8
2. 3. 3　光照对菌丝生长及产孢的影响　在 PDA上 ,荧光 ( 24小时 )和荧光—黑暗各 12
小时交替产孢最多 ,前者为 11. 56× 106个 /ml ,后者为 11. 66× 106个 /m l。 荧光- 黑光和
黑光- 黑暗各 12小时交替次之 ,黑暗和自然光无显著差异 ,黑光对产孢有抑制作用。
33期　　　　　　　　　黄　云:圆柏锈病—— 胶锈菌的重寄生菌研究及应用　　　　　　　　　　　
2. 4　重寄生菌的越冬、传播及侵入
2. 4. 1　重寄生菌的越冬　重寄生叶片在自然条件下 ,经 150天 ( 24 /11至 23 /4) ,其孢子
萌发率从 97%下降至 29. 5% ,室内 100天后为零 ,说明重寄生叶片分生孢子在自然状态
下有利于越冬存活 ,作为翌年寄生源。而在室内干燥条件下 ,不能越冬存活。 试管菌种孢
悬液涂于梨芽和梨枝杆上 ,最初 20天其附孢子萌发率下降至 10% ～ 7% ,两个月后降至
为零 ,两者均不能越冬。
2. 4. 2　重寄生菌的传播　在梨锈病发生期 ,田间共捕捉重寄生菌孢子 179个 ,田间重寄
生菌孢子活动与重寄生现象的出现相吻合 ,表明该菌在田间以气流传播。
2. 4. 3　重寄生菌的侵入　 ( 1)侵入部位及途径　将重寄生菌接种于梨、苹和贴梗海棠锈
病菌的性子器和锈 子器 (突破叶背时 ) ,出现重寄生现象 ,而锈子器未突破叶背表皮时接
种 ,未出现重寄生现象。扫描电镜观察表明 ,梨、苹和贴梗海棠锈病菌接种部位 ,重寄生菌
分生孢子萌发形成芽管 ,不形成附着胞、芽管经性子器和锈子器侵入 ,不能直接侵入和从
自然孔口侵入。
( 2)完成侵入时间　观察表明 ,重寄生菌侵入梨锈病菌所需最短时间为 10小时 (可能与每
间隔 5小时取样有关 ) ,苹锈病菌、贴梗海棠锈病菌和垂丝海棠均为 7小时。
2. 4. 4　重寄生菌的潜育期　田间接种重寄生菌于锈病菌性子器处 ,在自然条件下观察其
潜育期 ,结果表明 ,梨锈病菌上为 10天～ 11天 ( 15℃～ 16. 5℃ ) ,苹锈病菌上为 7天～ 8天
( 20. 6℃～ 22. 1℃ ) ,贴梗海棠锈病菌上为 8天～ 9天 ( 16. 5℃～ 17. 5℃ ) ,垂丝海棠锈病菌
上为 8天～ 9天 ( 15. 4℃～ 16. 5℃ )。
2. 5　重寄生菌的寄生范围及田间抗病机制
2. 5. 1　重寄生菌的寄生范围　将重寄生菌接种于 4个转主寄主锈病菌的性子器上 ,结果
表明 ,该菌除能在梨锈病菌上寄生外 ,还能在苹、贴梗海棠及垂丝海棠等锈病菌上重寄生。
2. 5. 2　重寄生菌的田间控病效果　田间接种重寄生菌于梨、贴梗海棠及垂丝海棠锈病菌
上 ,对锈病病斑的寄生率调查表明:梨锈病菌的重寄生率为 92. 3% ( 8月上旬 ) ,贴梗海棠
锈病菌的寄生率为 94. 6% ( 7月中旬 )和垂丝海棠锈病菌为 90. 9% ( 6月中旬 )。其重寄生
率平均每隔 10天上升 8%～ 9. 7% (图 1)。
图 1　重寄生菌在不同锈病上的重寄生率
对锈病寄生病斑和未寄生病斑大小测量
表明 ,被寄生病斑的大小明显小于未寄生病
斑。梨、贴梗海棠和垂丝海棠锈病寄生病斑大
小和未寄生病斑平均大小分别是 8. 28 mm×
6. 11 mm和 9. 69 mm× 7. 07 mm; 7. 25 mm
× 4. 1 mm和 9. 1 mm× 5. 5 mm; 5. 6 mm×
4. 1 mm和 7. 5 mm× 5. 7mm。说明该重寄生
菌对锈病菌的寄生 ,可减轻锈病的田间危害。
2. 5. 3　重寄生菌的控病机制　重寄生现象
伴随锈病的发生而出现。从锈病菌性子器出
现时接种 ,经 7天～ 12天后即在锈病病斑的
叶正背两面表现出重寄生现象 (以叶背病斑为主 ) ,被重寄生的病斑叶背无锈菌的毛管状
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物产生 (锈子器 ) ,而被一层肉红色的粉状物覆盖 (分生孢子 )。切片镜检被重寄生菌寄生的
病斑表明 ,重寄生菌的分生孢子座产生在被锈菌双核菌丝侵染后的叶组织正、背两面。 重
寄生菌的分生孢子座在病组织内锈子器原基未形成和刚形成时 ,即可在锈子器可能伸出
叶背表皮部形成 ,从而使病组织内锈菌的锈孢子封闭在病组织的锈子器内而无法释放最
终消解。
2. 6　重寄生菌的菌种保存　 PDA复合培养基试管菌种在 - 12℃～ 10℃及自然温度下经
150天 ( 11月至 4月 ) ,其孢子萌发率为 80%以上 ; 20℃和 25℃ , 25天后 ,孢子萌发率急剧
下降。试验表明 10℃以下 ,重寄生菌菌种可较长时期的保存。用保存 1年以上的菌种和转
管数代的菌种接种于锈菌 ,其寄生力无下降。
3　结论与讨论
生物防治的核心和特点是与环境保护的“相融性”和可持续发展的“统一性” [4 ] ,是 21
世纪农林植物病害综合防治的主要内容。本研究的结果 ,对植物病害的生物防治具有重要
的理论及实践意义。
生态系统是有生命的群落与无生命环境相互依存的功能体现。生态系统中的食物链
在胶锈菌的重寄生菌中表现为一种“寄生链” ,即森林植物 -病原生物- 重寄生物。在林病
生防中 ,探求生态系统中这种特殊的“寄生链” ,将探索出更多的有益寄生物。 目前 ,已在
30个属的 300余种锈菌上发现有锈寄生属 (Darlucaf ilum f ilum )寄生 [5 ]。运用“寄生链”
中有益寄生菌于植病生防实践中 ,对依赖化学防治为主的现状 ,逐步向生物控制技术方面
转变 ,重建以生物自然控制为中心的一个较稳定的农、林业生态系统具有重要意义。
真菌的孢子无论在稳定性、活力、侵染力和寿命上都比真菌其他部分更优越 [ 6]。在胶
锈菌的重寄生菌研究中 ,从菌种的保存、转管数代不发生变异、田间越冬到传播、侵入、充
分应证了真菌孢子的优越性。在面粉、玉米粉为主要原料的培养基上 ,可大量产孢 (另文 )。
对该重寄生菌寄生范围的研究表明 ,该菌除能在梨锈病菌上重寄生外 ,还能在贴梗海
棠 (不同的锈病菌寄主 )及苹和垂丝海棠上 (不同的锈病菌寄主和不同的锈菌种 )重寄生。
分析表明 ,该菌对胶锈菌属不同种所致锈病上能表现出重寄生现象。田间控病试验结果 ,
该重寄生菌对梨、贴梗海棠及垂丝海棠锈病的重寄生率可达 90%以上和明显减小锈病病
斑而减轻锈病危害的效果 ,因而又减轻锈菌对梨、贴梗海棠和垂丝海棠及寄主松柏科林木
的危害具有显著的控病效果。
通过对重寄生菌在锈病病斑叶背处产生的分生孢子座将锈菌锈孢子封闭于病组织的
锈子器内而不能释放的寄生特点 ,以及锈病循环的特点的分析 ,提出该重寄生菌的控病机
制是阻断锈病的病害循环 ,从而控制病害的严重发生。重寄生菌阻断病害循环的控病机制
的结论是一新的植病生防机制。
综上所述 ,该重寄生菌具有作为生防菌的诸多优点 ,即一菌多用 ,易于培养 ,使用方
便 ,具有多次再侵入 ,寄生率高 ,能在自然条件下越冬 ,阻断锈病侵染循环的控病机制 ,而
且菌种易于保存和不变异 ,不污染环境 ,充分显示出该重寄生菌的广阔应用前景。
53期　　　　　　　　　黄　云:圆柏锈病—— 胶锈菌的重寄生菌研究及应用　　　　　　　　　　　
参考文献:
[1 ]　张天宇 . 介绍一项用单孢分离和制片以备显微摄影的显微操作技术 .真菌学报 . 1985, 2( 3): 197～ 200.
[2 ]　戚佩坤等 . 荔枝霜疫病的研究Ⅰ 病原菌的鉴定及其侵染过程 . 植物病理学报 . 1984, 14( 2): 113～ 119.
[3 ]　 Saccardo, P. A. , Sylloge Fungorum. 1886, ( 4): 653～ 655.
[4 ]　包建中 . 我国生物防治发展前景展望 . 全国生物防治学术讨论会论文摘要集 . 1995: 1.
[5 ]　鲁素芸 . 植物病害生物防治学 .北京农业大学出版社 , 1993: 73、 142.
[6 ]　 Boyet t , C. D. et al. , Prog ress in the production, formulation, and applicat ion of mycoh erbicides. Zn: Tebeest ,
D. O. ed. M icrobial Con trol of Weeds, New York and London: Chapman and Hall. 1991, 209～ 222.
[7 ]　 Auld, B. A. , Mass production of fungi biopes ticid es. plan t protection Quarterly. 1993, 8( 1): 17～ 19.
[8 ]　 Hartman, G. L. , Soybean Ru st; A Review and Annotatated Bibliograph. AV RDC. 1992, 1～ 13.
Studies on the Hyperparasite of the Rust Pathogenes
Huang Yun
( Sich uan Ag ricul tu ral Universi ty, Yaan, Sichuan, 625014)
Abstract
　　 The para sitical and mo rphological char acteristics o f the hyperparasite( Tuberculina v inosa) w er e re-
po r ted. The optimum tempera ture and p H va lue of the mycelium g rew and the spo rulation w ere 20℃～
30℃ and 6～ 9 on PDA. The fluo rescence promo ted the spor e formation. The par asitism o f hyperpa ra-
site occur red on the Pear rust, Apple rust. Chaenomeles speciosa rust and Malus halliana r ust with inoc-
ulation method. Then, the rates o f hype rpa rasite w ere over 90% . The conidia were disseminated by air-
flow. The germ tube of the conidia pene tra ted th rough the spe rmogone and the aecium and did no t pene-
tra te dir ec tly. The incubation period is 7～ 12 days. Th e conidia overwintered on the pa rasit ed site. The
percentag e of the conidia fo rmation was still ov er 80% afte r 150 day s in - 12℃～ 10℃ and na tural tem-
peratur e. The mechanism o f contr ol disease w as that the infection cycle o f the disease was stopped in
the w ay.
Key words: Rust pa thogen, Hyperpa rasit e, Para sitical and mo rpho logical cha ra teristic, Bio lo gica l
cha racte r, Ove rwintering entr y, Mechanism of contr ol disea se
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