全 文 :第28卷 第2期 浙 江 林 业 科 技 Vol. 28 No.2
2 0 0 8年 3月 JOUR. OF ZHEJIANG FOR. SCI. & TECH. Mar., 2 0 0 8
文章编号:1001-3776(2008)02-0055-02
天目山柳杉瘿瘤病病原菌观察
张 昕,张立钦*,王记祥,蔡斌军,淤卢斌
(浙江林学院,浙江 临安 311300)
摘要:天目山国家自然保护区拥有世界上最大的古柳杉群,目前古柳杉群部分柳杉因受柳杉瘿瘤病的危害而树势
衰弱甚至死亡。2006-2007年通过林中挂片收集和柳杉瘿瘤样品切片观察、组织分离等方法,初步确定了柳杉瘿
瘤病的致病病原菌及伴生的无致病性真菌拟盘多毛孢属真菌,对其发病规律研究发现,柳杉瘿瘤主要借助子囊孢
子由风雨传播,传播期于 5 月上旬至 8 月上旬;8 月中旬后病原菌停止产生子囊和子囊孢子,并主要以菌丝体在
感病的肿瘤中越冬。
关键词:天目山;柳杉;瘿瘤病;病原菌
中图分类号:S763.01 文献标识码:A
Observation on Pathogenetic Fungi of Gall Disease on
Cryptomeria fortunei in Tianmu Mountain
ZHANG Xin,ZHANG Li-qin*,WANG Ji-xian,CAI Bin-Jun,YU Lu-Bin
(Zhejiang Forestry University School of Forestry and Biotechnology, Lin’an 311300, China)
Abstract: There is the largest ancient Cryptomeria fortunei population in the world at Tianmu Mountain, Lin’an city, Zhejiang province. But recently,
the growth potential of C. fortunei became weak and even dead because of gall disease. From 2006 to 2007, samples were collected. Observations on
sections and tissue isolation showed preliminary pathogen of the disease. Study on occurrence demonstrated that vector of gall disease was wind and
rain from May to August. Mgselia overwintered in the gall.
Key words: Tianmu Mountain; Cryptomeria fortunei; gall disease; pathogen
柳杉(Cryptomeria fortunei)属杉科常绿大乔木,因其材质优良、用途广且树形高大,树姿雄伟、优美,目
前已成为许多地区争相种植的重要树种[1~3]。浙江天目山地处浙江西部,是国家级自然保护区,已被列入联合国
教科文组织的人与生物圈计划(Man and the Biosphere Program,简称MAB)中,拥有全世界最大的古柳杉群,
长着 2 000 多株古柳杉,素有“大树华盖闻九洲”的美誉。但近年来,危害日趋严重的柳杉瘿瘤病却令古柳杉
“华盖”焦黄,长势衰退,甚至造成了一部分树木死亡。该病害危害天目山柳杉初期形成小突起物,形似“肿
瘤”,后随病情扩展“肿瘤”逐步增大,最大直径可达 2 m以上,故而谓之“瘿瘤病”(Cryptomeria fortunei Hooibrenk
gall disease)。目前国内对该病的研究十分缺乏,相关的报道更是少之又少,本文即在此情况下开展了相关研究,
现将结果报告如下。
收稿日期:2007-12-12;修回日期:2008-02-05
基金项目:浙江省科技厅项目“天目山古柳杉群衰退机理和综合调控技术研究”(2450000038)
作者简介:张昕(1976-),女,山东济南人,副教授,博士,从事微生物学、植物病理学研究。* 通讯作者。
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1 材料与方法
1.1 病原菌的观察研究
1.1.1 病原菌的形态观察 2007 年 5-8 月,在柳杉瘿瘤病原菌孢子发生期采集新鲜的柳杉瘿瘤,选取瘿瘤表
面小黑点制作超薄切片后,在光学显微镜下观察病菌的子实体和产生孢子的形态、分布,并对其大小进行测量。
1.1.2 孢子释放时间的研究 2006-2007年连续 2 a,自春季 4月开始,每隔 2周定期、定点采集柳杉瘿瘤样
品,并制作切片,观察孢子的产生情况,直至不再发现孢子。
1.1.3 病菌传播规律的研究 与上述孢子释放时间的研究同期,将干净玻片表面涂布凡士林后悬挂在柳杉林中,
定期用光学显微镜观察孢子的捕捉情况,尤其降雨后及时观察。
1.2 病菌的组织分离
选取新鲜的柳杉瘿瘤,用灭菌刀片去掉表面组织后,切成小块(约 0.5 cm3),在 0.1%升汞中消毒后无菌水
洗涤 3次,灭菌滤纸干燥后置于改良的 PDA平板中,25℃恒温培养。 改良的 PDA培养基是将普通 PDA培养
基的 pH调至 4.0。
2 结果与分析
2.1 病害症状
研究表明,导致病害发生的直接因素是病原菌的侵染。病原菌由酸雨腐
蚀产生的伤口侵入柳杉枝条或树干。侵染初期,感染处形成小突起,后突起
逐渐长大,致使瘿瘤就像大个的“妃子笑”荔枝,密密麻麻地挂满柳杉枝干
(图 1)。这些瘿瘤吸收了本来输送给枝干的营养和水分,严重影响了叶片
的光合作用,因而有瘿瘤的枝干,叶片通常焦黄且稀少,发病严重者,整株
柳杉死亡。通常酸雨的酸性越强,伤口就越多,瘿瘤释放的孢子就更容易在
树上大面积迅速生长,危害也就越重。
2.2 病原菌观察
在子囊孢子传播期,用刀片直接刮取肿瘤表面或对肿瘤表面的子实体进行徒手切片,然后再镜检,2 种方
法均可以观察到子囊和子囊孢子。研究发现子座梨形或近球形,单生或数个连生,壁厚并呈暗红色,直径 145.6
~ 239.2μm,有或无孔口(图 2)。初期通常成簇埋在组织内,成熟时突出于组织表面。子囊棍棒形,有短柄,
双层膜,顶端明显增厚,子囊壁易消解,导致子囊腔内往往充满释放的子囊孢子(图 3)。每个子囊内含 8 个
子囊孢子,子囊孢子单排或近双排排列,子囊大小(93.6 ~ 187.2)μm×(31.2 ~ 41.6)μm。子囊孢子无色,单
细胞,宽椭圆形,大小(23.4 ~ 28.6)μm×(10.4 ~ 13.0)μm(图 4)。
2.3 孢子释放时间和传播规律
林间悬挂玻片镜检观察发现该病害主要借助子囊孢子由风雨传播。5 月上旬肿瘤表皮下形成子座并产生子
图 1 柳杉枝头的荔枝样瘿瘤
Fig. 1 Gall disease on branch of
C. fortunei
图 2 子座 图 3 子囊壳内散生的子囊 图 4 子囊和子囊孢子
Fig. 2 Stroma Fig. 3 Ascus in perithecium Fig. 4 Ascus and ascospore
2期 张昕,等:天目山柳杉瘿瘤病病原菌观察 57
囊和子囊孢子,子座成熟时突破表皮,在肿瘤上出现密集的小黑点。子囊孢子成熟时即释放并随风雨不断传播,
一直持续到 8 月上旬,8 月中旬后病原菌停止产生子囊和子囊孢子,并以菌丝体在感病的肿瘤组织内越冬。次
年 5月再次产生子囊孢子,如此循环反复完成整个生活史。孢子产生和释放的时间依据温度的不同而略有浮动。
2.4 病菌的组织分离
病原菌组织分离共采集样品 192份,经反复分离后得到菌株 53个,致病性测定发现其中 5个灰白色菌株能
够产生瘿瘤症状,确认为致病菌。另有 38个菌株无致病性,经鉴定为拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis eriobotryfolia),
剩余为其他。
3 结论与讨论
发病规律研究发现,柳杉瘿瘤病主要借助子囊孢子由风雨传播,传播期由每年 5 月上旬开始一直持续到 8
月上旬,8 月中旬后病原菌停止产生子囊和子囊孢子,并主要以菌丝体在感病的肿瘤中越冬。赵明水等人的报
道表明在病害的发生过程中,酸雨起着重要的作用。酸雨的浇淋腐蚀了柳杉表面的皮层结构,进而使得树势衰
弱而破坏了柳杉的抵抗力,为病原菌的侵入提供了有利门径[4~5]。随着 20世纪 80年代天目山周边工业的迅速发
展,排放出来的含有二氧化硫的废气通过大气环流,在浙江西北区域海拔最高的天目山沉降下来,导致林木生
存环境恶化。来自杭州、宁波、台州等东南一带的工业废气造成的酸雨,对柳杉的影响尤为明显,加上酸雨导
致土壤酸度增加,土壤中的营养成分难以被树木吸收,使得原来危害不重的瘿瘤病演变成体弱柳杉的致命“杀
手”。检测发现天目山雾水的最大酸度可达 3.7。
利用改良培养基对柳杉瘿瘤病病原菌进行组织分离,共获得 53个纯分离物。致病性测定确认其中 5个灰白
色菌株具有致病性,能使柳杉结瘤,同时研究还发现,分离物中有高比例的拟盘多毛孢属真菌存在,与报道中
柳杉瘿瘤菌常与腐生菌伴生的研究结果一致[6]。
柳杉原产日本,是日本的主要造林树种。据文献记载日本柳杉也有瘿瘤病的发生,该病原菌最初被鉴定为
冠囊菌目凹球壳属(Nitschkea tuberculifera),其特点是子囊棍棒状,具细长柄,壁单层、薄、易消失。每个子
囊内含 8个子囊孢子,子囊孢子单细胞,无色至淡褐色[7~8];后日本学者福田健二等也研究了柳杉瘿瘤病,但发
现病原菌与前者有明显不同,认为其与葡萄座腔菌属(Botryosphaeria Ces. et de Not.)较为相近[6],具体鉴定特
征是子座球到扁球形,黑色,直径 200μm 左右,初期通常成簇埋在组织内,成熟时突出于组织表面,顶部能
看见孔状构造,最外层被破坏能看见开口。子座内部有纵向排列的菌丝状物——拟侧丝,子囊双层壁,几乎没
有棍棒状的柄,大小(80 ~ 180)μm×(12 ~ 24)μm。子囊内子囊孢子 8个,单细胞,无色,椭圆形[6]。我
们观察到的病原菌的部分特征与福田健二等的描述较为接近,如子囊皆为双层壁,子囊孢子 8 个,单细胞,椭
圆形,但子座多为梨形,呈暗红色,子囊具有细的短柄,此外子囊和子囊孢子的大小也略有差异,因为相关研
究资料较少,故其真正定名还有待研究和商榷,这也将是今后的研究重点。
致谢:在项目的研究过程中,浙江天目山国家自然保护区管理局赵明水、杨淑贞等同志在病样标本的收集和试验样地的
选择中给予了大力支持和帮助,浙江林学院的马良进老师在病原菌鉴定方面给予悉心指点,温国胜老师提供相关资料,在此
谨表示谢意!
参考文献:
[1] 夏爱梅,达良俊,朱虹霞,等. 天目山柳杉群落结构及其更新类型[J]. 浙江林学院学报,2004,21(1):44-50.
[2] 张欣,杨淑贞,赵明水,等. 天目山自然保护区柳杉种群种内和种间竞争[J]. 农村生态环境,2004,20(4):1-5.
[3] 阮兴盛. 柳杉的生态学特性及栽培技术[J]. 林业勘察设计,2004(1):12-13.
[4] 赵明水. 天目山古柳杉林与人类活动关系研究[A]. 浙江省第三届生物多样性保护与可持续发展研讨会会议论文摘要集[C]. 2006, 15:25-26.
[5] 朱曦. 西天目山柳杉的忧患[J]. 大自然,1999(5):38-39.
[6] 福田健二,铃木和夫. 日本柳杉瘿瘤病解剖学的观察[J]. 日本林业学报,1986,68(11):462-466.
[7] 邵力平,沈瑞祥,张素轩,等. 真菌分类学[M]. 北京:中国林业出版社,1983. 88-89.
[8] 陆家云,郑小波,曹以勤,等. 病原植物真菌学[M]. 北京:中国农业出版社,2000. 202-203.