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樱桃根腐病病原鉴定及其生物学特性研究



全 文 :J.SHANXI AGRIC,UNIV.(Natural Science Edition)
学报(自然科学版)2016,36(1):15 003335
收稿日期:2015-07-21   修回日期:2015-10-09
作者简介:陈秋芳(1971-),女(汉),山西汾西人,副研究员,研究方向:果树栽培育种
*通讯作者:王美琴,副教授,硕士生导师。Tel:13935492918;E-mail:sxndwmq1973@163.com
基金项目:山西省科技攻关项目(20120311016-2);博士科研启动项目(2013YJ10);山西省农科院育种基金(Yyzjc1312)
樱桃根腐病病原鉴定及其生物学特性研究
陈秋芳1,梁艳霞1,张红娟2,吴红玉2,王美琴2*
(1.山西省农业科学院 果树研究所,山西 太原030006;2.山西农业大学 农学院,山西 太谷030801)
摘 要:为了有效的防治樱桃树根腐病,采用组织分离法、单孢分离法、形态学特征和柯赫氏法则对樱桃根腐病的病
原进行了分离纯化和鉴定;并采用菌落直径生长速率法和悬滴法测定了致病菌的培养条件及其对6种杀菌剂的敏感
性。研究结果表明引起樱桃根腐病的病原为腹状镰孢菌(Fusarium ventricosa Appel & Wolenweber);病原菌在PSA
培养基上生长最好,25℃和偏酸性条件有益于孢子的萌发,而光照对孢子的萌发没有影响。供试的6种杀菌剂中,
樱桃根腐病菌对多菌灵最敏感,EC50为0.431 4μg·mL
-1,其次是苯醚甲环唑和扑海因,EC50分别为34.999 3μg·
mL-1和85.092 9μg·mL
-1。研究结果对指导樱桃根腐病的防治具有一定的意义。
关键词:樱桃根腐病;病原鉴定;腹状镰孢菌;生物学特性
中图分类号:S432.1  文献标识码:A  文章编号:1671-8151(2016)01-0015-05
Identification and biological characteristics research of the pathogen from cherry tree root-rot
Chen Qiufang1,Liang Yanxia1,Zhang Hongjuan2,Wu Hongyu2,Wang Meiqin2*
(1.Pomology Institute,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,Taiyuan 030006,China;2.College of Agricul-
ture,Shanxi Agricultural University,Taigu 030800,China)
Abstract:In order to effectively prevent and control occurrence and damage of cherry root-rot.Isolation and identifica-
tion of pathogen were studied according to the morphological features,culture characteristics,monospore isolation and
Koch,s postulates,The colony growth and spores germination were researched in relation to cultural conditions and the
sensitivity of fungicides.Results showed that the pathogen was identified as Fusarium ventricosa Appel & Wolen-
weber.Mycelium growth and spores production were better on PSA medium,25℃and acidic condition,but light had
no effect on spores production.Among 6kinds of fungicides,carbendazim showed the best distinguished toxicity a-
gainst the pathogen,and the EC50was 0.431 4μg·mL
-1.difenoconazole and iprodione were also effective to the patho-
gen,EC50were 34.999 3μg·mL
-1 and 85.092 9μg·mL
-1 respectively.The results have certain significance for pre-
vening and controling cherry root-rot.
Key words:Cherry tree root-rot;Pathogen identification;Fusarium ventricosa Appel & Wolenweber;Biological char-
acteristics
  樱桃因其上市早,色泽艳丽,果实营养丰富,含
有糖、蛋白质、维生素以及钙、铁、磷、钾等多种微量
元素,具有很高的食用价值,深受果农及消费者的
喜爱。近年来对其在培育优质品种资源方面进行
了大量的研究,出现了许多优良的品种[1~5],但随
着种植面积的扩大和种植环境的变化,出现了发病
率上升、抗病性降低的问题,影响了樱桃的产
量[6,7],尤其是樱桃树因根颈腐烂导致整株死亡的
现象日趋严重,病株率达20%,地上部分表现出营
养不良症状,部分枝干上叶片发黄,严重的枝干枯
死,给果农造成了严重的经济损失。Jones在1986
年报道了美国 Michigan 有 该病 害的发生[8],
Vettraino在2008年报道了意大利首次发现樱桃
根腐病[9],在我国山东、山西、河南等地均有该病发
生,并且有逐年加重的趋势[10,11]。为了有效的预
防和控制该病害的发生,病原菌的鉴定是病害防治
的重要环节,也是进行病害发生规律和防治技术研
究的基础。本试验采用常规的组织分离法进行病
DOI:10.13842/j.cnki.issn1671-8151.2016.01.003
原菌的分离纯化后回接,按照柯赫氏法则的程序对
樱桃根腐病进行病原鉴定,并对致病菌的培养条件
及其对常用杀菌剂的敏感性进行了初步研究,为樱
桃根腐病的防治提供理论依据。
1 材料和方法
1.1 材料
培养基:①PDA培养基:马铃薯200g,琼脂粉
15g,葡萄糖20g,蒸馏水1 000mL;不加琼脂粉的
为液体培养基。②PSA培养基:马铃薯200g,琼脂
粉15g,蔗糖20g,琼脂粉15g,蒸馏水1 000mL。
③Bilais培养基:KH2PO41g,KNO31g,KCl 0.5g,
MgSO4·7H2O 0.5g,淀粉0.2g,葡萄糖0.2g,蔗糖
0.2g,琼脂粉15g,水1 000mL。④查彼培养液:
NaNO32g,KCl 0.5g,FeSO4·7H2O 0.1g,K2HPO4
1g,MgSO4·7H2O 0.5g,蔗糖30g,琼脂粉15g,蒸
馏水1 000mL。
供试材料:樱桃树病根(2013年7月采自山西
省农科院果树研究所樱桃园 )
供试药剂:10%苯醚甲环唑水分散粒剂(瑞士先
正达作物保护有限公司),75%百菌清可湿性粉剂
(深圳诺普信农化股份有限公司),70%甲基托布津
可湿性粉剂(美国阿普顿有限公司生产),50%扑海
因可湿性粉剂(法国罗纳普朗克北京办事处),80%
多菌灵可湿性粉剂(大仓市农药厂有限公司),80%
代森锰锌可湿性粉剂(西安近代农药科技股份有限
公司)。
1.2 樱桃根腐病病原菌的分离与鉴定
1.2.1 病组织上病原的形态学鉴定
樱桃病根涂片显微镜检测:于2013年7月挖
取病根,病根表面有白色菌丝层,实验室进行手工
切片后在显微镜下观察病原真菌的产孢结构及分
生孢子类型,初步确定寄生真菌的分类地位。
1.2.2 樱桃根腐病菌的分离纯化和单孢分离
分离纯化:取直径约1mm粗细的新鲜病根,
先用自来水将表面的泥土冲洗干净,70%的酒精浸
泡1min进行表面消毒,再用无菌水冲洗3~4次,
然后在超净工作台上用灭菌的手术刀和镊子撕去
皮层组织,将中间木质部切成约为3mm左右的小
段置于PDA平板中央,25℃下恒温培养。待材料
边缘有菌落长出时,将不同的菌落分别挑到PDA
平板上进行纯化。
单孢分离:将纯化后培养的分生孢子用无菌水
配成孢子浓度约为103 个·mL-1,取25μL孢子悬浮
液涂布于PDA平板上,25℃恒温培养箱中黑暗培
养,从分散的单个菌落上移植菌丝体进行培养。纯
化后的菌株在25℃恒温培养4d后,观察菌落形态
特征,产孢细胞,大、小分生孢子和厚垣孢子的形态。
1.2.3 回接试验
将分离纯化的单胞菌系对樱桃进行蘸根接种试
验。选用大小相同,生长状况相近的1年生樱桃健
康盆栽苗,用灭菌的接种针刺伤根毛,将樱桃苗的根
浸泡在孢子浓度为106 个·mL-1的孢子悬浮液中
10h,取出后栽种在花盆中,每个花盆栽种一株,共
栽种10株。盆栽土壤用孔径为5mm土壤筛处理
后在160℃的干燥灭菌箱中灭菌1h,冷却后使用。
以无菌水浸泡的樱桃苗作为对照。定期观察植株发
病情况,如地上部分出现黄化症状后,采集樱桃病根
进行分离纯化,镜检分离物并与原始菌株比较。
1.3 致病菌的生物学特性
1.3.1 不同培养基对菌落生长及产孢量的影响
用打孔器在培养3d的菌落边缘取直径6mm
的菌块,并将其正面朝下置于不同培养基平板中
央,置于25℃的恒温箱中黑暗培养。每个处理重
复3次,培养2d后开始测量菌落净生长量,培养
4d后用直径10mm打孔器分别在菌落中间位置
打取5个菌块,放入有10mL无菌水的试管中(加
入少许明胶),用振荡器充分振荡洗涤后,用血球记
数板计测洗涤液中分生孢子数,重复测定3次,计
算1mL孢子悬浮液的产孢量。
1.3.2 温度、pH及光照对孢子萌发的影响
采用悬滴法测量孢子萌发率[12]:用无菌水加少
许明胶将培养4d的致病菌制成浓度为106 个·
mL-1的孢子悬浮液。用移液器取0.05mL的孢子
悬浮液滴在洁净的盖玻片中央,在盖玻片的边缘涂
上一层凡士林,然后快速翻转放在凹陷的载玻片上,
轻压使盖玻片粘在载玻片上,将载玻片放在培养皿
中,皿底放置浸水的棉花团保湿。置于不同条件下
培养。36h后在16×40倍的显微镜下观察孢子萌
发状况,当芽管长度超过孢子直径一半记为萌发,每
个处理3次重复,每个载玻片观察3个视野,即每个
处理观察9个视野,计算孢子的平均萌发率。
温度的设置:将培养箱的温度分别调节到
10℃,15℃,20℃,25℃,28℃,30℃下黑暗培
养;pH的影响:用1%盐酸和1%氢氧化钠溶液将
无菌水的pH 分别调至5.5,6.0,6.5,7.0,7.5,
8.0和8.5共6个处理,25℃下黑暗培养;光照的
影响:将光照培养箱设置成光照、黑暗、4h光照和
61 山 西 农 业 大 学 学 报(自然科学版) 2016
黑暗交替3个处理,置于25℃下培养。
1.3.3 不同药剂对樱桃根腐病菌的室内毒力测定
含药平板的制备:用无菌水将供试杀菌剂配置
成浓度为1 000μg·mL
-1的母液,用无菌水将母液稀
释成浓度分别为400、200、100、50μg·mL
-1稀释液。
用移液枪取各稀释液1mL注入不同的无菌培养皿
中,同时倒入冷却至50℃左右的PDA培养基9mL,
轻轻摇匀,制成浓度分别为100、40、20、10、5μg·
mL-1的含药平板,以加无菌水为空白对照。
毒力测定:用打孔器在培养3d的菌落边缘取
直径为6mm的菌块接入各含药平板中央,置于
25℃恒温培养箱中培养,每个处理3个重复,4d后
测量菌落直径,按照下列公式计算抑制率,使用DPS
软件处理后得到毒力回归方程、相关系数及EC50值。
抑制率/%=(对照菌落直径-处理菌落直
径)/(对照菌落直径-6mm)×100%
2 结果与分析
2.1 樱桃根腐病致病菌的分离和鉴定
2.1.1 樱桃根腐病病原组织分离结果
通过对樱桃根腐病病根的菌丝进行涂片观察发
现有大量的镰刀形的大型分生孢子和肾形的小型分
生孢子,初步鉴定为无性孢子类的镰孢菌属真菌
(Fusariumsp.),除此外没有发现其他的病原菌。
2.1.2 樱桃根腐病致病菌的分离和鉴定
致病菌的培养性状:该菌在PDA培养基上生
长较 快,到 第 四 天 时 菌 落 直 径 达 到 3.50~
4.50cm,气生菌丝发达,菌落为绒絮状,乳白色。
培养2d后,开始产生分生孢子,15d时培养基背
面中央出现黄色条带,21天黄色条带愈明显(图1
中A、B、C和D)。
致病菌的形态特征:分生孢子梗无色,多簇生,
有分隔,较少分枝。上端为产孢细胞:单瓶梗(图
1E)。分生孢子有两种类型:①小型分生孢子,多
卵圆形至椭圆形,无色,单胞至双胞,单生,量度为
6.51~16.68×1.35~5.56μm(图1F)。②大型分
生孢子镰刀形,2~3分隔,分隔不太明显,量度为
29.79~38.50×5.85~6.68μm(图1G)。厚垣孢
子:第15d开始有厚垣孢子,但较少,第21d形成
大量的厚垣孢子,厚垣孢子表面光滑,单生或者
2~3个串生,在短侧枝的末端形成(图1H)。
病菌的生长速度、培养性状和子实体形态均与
已报道的腹状镰孢菌(Fusarium ventricosa Appel
& Wolenweber)相似[13]。根据分离物的培养性
状和形态学特征,最后初步将引起樱桃根腐病的致
病菌鉴定为腹状镰孢菌(Fusarium ventricosa Ap-
pel & Wolenweber)。
2.1.3 病原菌致病性测定
病原菌致病性测定人工回接结果表明,只有接
种了该菌的植株表现出了与田间相同的症状,再分
离菌株在25℃培养3d时的菌落形态与原接种体
一致,经测量其孢子形态及大小也与原接种体一
致,符合柯赫氏法则,故证实分离的菌株为樱桃根
腐病的致病菌。
2.2 致病镰孢菌的生物学特性
2.2.1 不同培养基对菌落生长及产孢量的影响
由表1可以看出,25℃条件下致病镰孢菌在
4种培养基上都能够正常扩展和产孢。在PSA和
查氏培养基上生长量最大,与其它处理差异显著,
4d时菌落直径超过35.0mm;在Bilais和查氏培
养基上大孢子的产孢量最大,分别为2.1×105个·
mL-1和1.9×105个·mL-1,在PDA上大孢子的产
孢量最小;小孢子在 PSA 培养基上产量最大为
2.6×105个·mL-1,与其他处理差异显著。
表1 不同培养基上致病菌的菌落直径和产孢量
Table 1 The colony diameter and spores number of Fusar-
ium ventricosain different culture medium
培养基类型
Types of
culture
medium
菌落直径/mm
Colony diameter
产孢量个·mL-1
Spore number
2d 4d 大孢子 小孢子
PSA  15.6a 35.0a 1.1×105 c  2.6×105 a
Bilais  14.5b 34.3b 2.1×105 a  5.0×104 b
查氏 15.2a 35.3a 1.9×105 b  5.0×104 b
PDA  14.3b 34.6b 6.0×104 d  5.1×104 b
注:不同小写字母表示P<0.05差异显著水平,下同。
Note:Differrent capital letters show significant difference at
the 0.05level,the same below.
2.2.2 温度、pH及光照对致病菌孢子萌发的影响
试验结果表明:致病镰孢菌孢子在18~30℃
范围内均能萌发,在25℃时萌发率最高为89.5%
(图2)。pH为6.5时孢子的萌发率最高为96.3%
(图3)。光照对孢子的萌发影响差异不显著,无论
在光照或黑暗条件下孢子均正常萌发。
2.2.3 6种杀菌剂对致病菌的毒力测定
由表2可知,苯醚甲环唑、扑海因、多菌灵3种
药剂对樱桃根腐病致病菌有很好的抑制作用。多
菌灵 对 樱 桃 根 腐 病 菌 的 毒 力 最 大,EC50 为
7136(1) 陈秋芳等:樱桃根腐病病原鉴定及其生物学特性研究
     
(A和C:培养4d和21d菌落正面;B和D培养4d和21d菌落背面)
(A&C:colonies faces of 4and 21days;B&D:colonies backs of 4and 21days)
图1 樱桃根腐病致病菌的培养性状和形态特征
Fig.1 The culture characteristics and the morphological features of pathogen
图2 不同温度下分生孢子的萌发率
Fig.2 The germination rate of spores in different tem-
perature
0.431 4μg·mL
-1,与其它处理相比差异显著。其
次是苯醚甲环唑和扑海英 EC50分别为34.999 3
图3 不同pH值下分生孢子萌发率
Fig.3 The germination rate of spores in different pH
μg·mL
-1和85.092 9μg·mL
-1。百菌清、甲基托
布津和代森锰锌 3 种杀菌剂的 EC50 都超过
81 山 西 农 业 大 学 学 报(自然科学版) 2016
300μg·mL
-1,对病原菌的毒性较弱。
表2 6种杀菌剂对樱桃根腐病致病菌的毒力测定
Table 2 The toxicity of 6fungicides against the Fusarium
ventricosa of cheery tree root-rot
杀菌剂
Biocide
毒力回归方程
Virulence regression
equation
相关系数R
Correlation
EC50
百菌清 Y=3.449 9+0.564 3X 0.953 2  558.287 4a
甲基托布津 Y=3.092 9+0.735 4X 0.936 9  391.996 9b
苯醚甲环唑 Y=4.106 5+0.578 7X 0.980 4  34.999 3d
扑海因 Y=2.743 5+1.169 3X 0.888 4  85.092 9c
代森锰锌 Y=3.032 8+0.714 8X 0.977 0  565.135 9a
多菌灵 Y=5.190 1+0.520 7X 0.991 6  0.431 4e
3 讨论
对于引起樱桃根腐病病原,上世纪90年代,美
国纽约州农业实验站从樱桃病根和根颈中分离出
引起根腐病的致病菌为疫霉属真菌[10],Jones和
Vettraino先后报道的引起樱桃根腐病的病原均为
疫霉属的隐地疫霉Phytophthora cryptogea[8,9]。
国内还未见这方面明确的报道,本试验通过形态观
察、培养形状及柯赫氏法则确定引起樱桃根腐病的
病菌为腹状镰孢菌Fusarium ventricosa,虽然与
   
国外学者报道的有出入,但据资料研究得知,引起
植物根腐病的病原种类不止一种,如赵思峰等分离
和鉴定了新疆甜菜根腐病的病原种群是以镰孢菌、
丝核菌和腐霉菌为主[14],国外Pivonia等从甜瓜病
株的根部分离到腐皮镰孢菌 [Fusarium solani
(Mart.)Sacc.][15]。中国林兰稳等从番茄根腐病
和粉葛根腐病中都分离到了镰孢菌 (Fusari-
um)[16,17]。本试验采集的样本较单一,所以在今后
的工作中,针对全国主要樱桃产区的根腐病,需采
用传统形态学方法结合分子鉴定,进一步明确我国
樱桃根腐病致病菌的种群结构。
对于根腐病的防治,目前在生产中主要以增强
树势,注意防冻保暖,病根处理以及药剂灌根来控制
病害的扩展[10,11]。结合本试验结果,还应该从改良
土壤,调节微生态环境等方面来控制病害的发生。
4 结论
引起樱桃根腐病的致病菌为无性孢子类镰孢菌
属的腹状镰孢菌Fusarium ventricosa Appel & Wol-
lenweber。PSA培养基有利于菌落生长和孢子的产
生,25℃和酸性条件有利于孢子的萌发,而光照和
黑暗对孢子的萌发没有影响,多菌灵对致病菌的毒
性最强,所以在发病初期建议使用多菌灵灌根,可以
有效的抑制病原菌的萌发,控制病害的扩展。
参 考 文 献
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(编辑:张贵森)
9136(1) 陈秋芳等:樱桃根腐病病原鉴定及其生物学特性研究