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剑麻斑马纹病病原菌生物学特性初步研究



全 文 :剑麻也称龙舌兰麻, 为龙舌兰科(Agavaceae)
龙舌兰属(Agave Linnaeus)多年生肉质旱生草本植
物, 是一种在热带亚热带地区栽培的重要的硬质纤
维作物。 剑麻斑马纹病是当前剑麻生产的毁灭性真
菌病害 , 其病原菌为烟草疫霉菌(Phytophthora
nicotianae van Breda de Haan)[1,2]。 烟草疫霉菌侵害
剑麻植株的茎叶部分, 引起叶斑、 茎腐和轴腐, 此
3种症状可在同一麻株上单独或合并发生, 故斑马
纹病又称斑马纹复合病。 发病时, 多数是叶片先感
病, 进而感染茎、 轴, 最终整株死亡。 为此, 研究
剑麻斑马纹病病原的生物学特性, 对病害防控和培
育抗病品种具有重要意义。
1 材料与方法
1.1材料
剑麻斑马纹病病原菌株 8个, 2006年在病区
采样后经分离纯化获得(见表1)。 其中 7个来自广
东湛江地区, 1个来自海南昌江地区。
PDA(马铃薯)培养基: 马铃薯 200g, 葡萄糖 15
g, 琼脂20g, 定容到1L; CMV(玉米粉)培养基: 玉
米粉 40 g, 葡萄糖 15 g, 琼脂 20 g, 定容到 1 L;
OA(燕麦)培养基: 称取燕麦片 50g, 琼脂 20g, 定
容到 1L; CA(胡萝卜)培养基: 胡萝卜 200g, 葡萄
糖 15g, 琼脂 20g, 定容到 1L。 培养基均于 1×
105Pa灭菌20min。
剑麻斑马纹病病原菌生物学特性初步研究①
郑金龙 1) 刘巧莲 2) 陈 鸿 1)黄贵修 3) 易克贤 2)②
(1 海南大学农学院 海南儋州 571737;
2 中国热带农业科学院热带生物技术研究所 海南海口 571101;
3 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所 海南儋州 571737)
摘 要 测试 8株剑麻斑马纹病病原菌烟草疫霉菌在不同种类培养基, 不同 pH值、 温度、 湿度、 光照的培养条
件下的生长速率。 结果表明: 所有参试菌株之间菌落、 分生孢子形态及其大小总体变化幅度不大; 病原菌的最
适生长条件为温度26~28℃, pH 6.0~7.0, 光照为 24h/d, 湿度为 90%~95%, 培养基为 CA培养基。
关键词 剑麻斑马纹病 ; 烟草疫霉菌 ; 病原生物学特性
分类号 Q934
Biological Characteristics of Phytophthora nicotianae Isolates from Sisal
ZHENG Jinlong1) LIU Qiaolian2) CHEN Hong1) HUANG Guixiu3) YI Kexian2)
(1 College of Agronomy, Hainan University, Danzhou, Hainan 571737;
2 Institute of Tropical Bioscience and Biotechnology, CATAS, Haikou, Hainan 571101;
3 Institute of Environment and Plant Protection, CATAS, Danzhou, Hainan 571737, China)
Abstract Eight isolates collected from Guangdong and Hainan provinces were selected to identify their
biological characteristics under different levels of temperature, illumination, medium, pH and humidity. No
significant difference was found in morphology and size of the colony and conidia in all tested isolates.
The pathogen grew the best on the CA medium at the temperature of 24~28℃, pH 6.0~7.0, continuous
illumination 24 hours and humidity 90%~95%.
Keywords zebra leaf spot of sisal ; Phytophthora nicotianae ; biological characteristics of pathogen
① 国家科技支撑计划项目(No.2007BAD48B06)、 海南省自然科学基金项目(No.80510)、 中国热带农业科学院科技基金项目
(No.RKY0629)。
收稿日期: 2008-05-29。 责任编辑/曾莉娟; 编辑部 E-mail: rdnk@chinajournal.net.cn或 rdnk@163.com。
② 通讯作者: 易克贤(1964~), 男, 研究员。 E-mail: yikexian@21cn.com。
Vol.28, No.6
2008年12月 热 带 农 业 科 学
CHINESE JOURNAL OF TROPICAL AGRICULTURE
第28卷第6期
Dec. 2008
15- -
2008年12月 第28卷第6期热带农业科学
菌株编号 采集时间 采集地点
CH0001 2006-08-03湛江东方红集团公司雷州试验麻田
CH0012 2006-08-04东方红集团公司雷州十队75号麻田
CH0034 2006-08-04湛江东方红集团公司雷州三队
CH0055 2006-08-05湛江东方红集团公司徐闻十九队
CH0062 2006-08-20广东湛江雷州幸福农场12队
CH0070 2006-08-20广东湛江雷州幸福农场13队
CH0087 2006-08-20广东湛江徐闻五一农场
CH0099 2006-08-30海南昌江剑麻场
表1 参试菌株
2.1.2分生孢子大小及形态
在 CA培养基上,烟草疫霉菌菌落均匀或棉絮
状, 气生菌丝中等茂盛至十分茂盛, 边缘明显。 菌
丝形态简单, 直径 2~6μm, 有少量球形或角形、
直径10~20μm的膨大体(图1); 菌丝膨大体上有
放射状菌丝, 粗2.0~3.5μm。 孢子囊形态多样, 常
为球形、 宽卵形, 也有犁形, 偶有陀螺形, 顶生、
侧生或间生, 大小变化甚大, 通常为 33~61μm×
23~47μm(平 均 47.8μm×32.5μm), 长宽比值为
1.2~1.9(平均 1.6); 具明显乳突1~2个(偶尔3个),
不脱落。 游动孢子(图2)自孔口直接释出或经泡囊放
出, 大小 9~14μm×7~12μm, 鞭毛长 6~30μm;
休止孢子球形, 直径 8.5~12.0μm; 厚垣孢子球
形, 顶生或间生, 直径 21~49μm(平均 31.5μm)。
藏卵器球形, 直径16~34μm(平均29.3μm), 壁薄约
2μm, 无色; 柄棍棒形或漏斗形, 向下渐细。 雄器
近球形, 圆筒形, 围生, 8~16μm×9~16μm(平均
12.3μm×10.8μm); 卵孢子球形, 无色至浅黄色, 直
径 14~28μm(平均 20.5μm), 壁厚 2.0~2.5μm, 满
器或不满器。
2.2菌株菌落的生长速率
开始计时, 规定时间取出; 从试管中随机取出5枚
菌片, CA平板上28℃下暗培养3d; 观察记录菌片
上菌丝的存活状况。
1.2.4数据分析
用SAS6.12统计软件进行Duncan分析。
2 结果与分析
2.1菌落形态与分生孢子大小
2.1.1菌落形态
病原菌的菌落形态观察结果如表2。1.2方法
1.2.1分生孢子大小和菌落形态观测
把保存的菌种转接到 CA平板上培养, 菌丝面
朝下, 置于(28±2)℃恒温箱中培养, 第 7天观测
记录菌落形态和分生孢子的大小。
1.2.2菌落生长速率测定
测定不同培养基、 温度、 pH、 酸碱度、 湿度和
光照条件下的生长速率。 将致病菌株菌饼分别移接
于培养基的平板中央, 培养 5d后, 用十字交叉法
测量菌落直径, 再根据以下公式结果计算生长速率。
生长速率V/(mm/d)=(φ 菌落平均-φ 菌饼)/培养
时间t
① 培养基成分 设 4种参试培养基, 分别为
PDA、 CMV、 OA和CA培养基。
② 培养基酸碱度 设7个处理, pH值分别为
5.0、 6.0、 7.0、 8.0、 9.0、 10.0、 11.0。 用 1
mol/L的HCl或NaOH调节培养基pH值。
③ 培养温度 设11个处理, 培养温度分别为
10、 15、 20、 22、 24、 26、 28、 30、 33、 35、 37℃。
④ 培养湿度 设 6个处理 , 分别为 70%、
75%、 80%、 85%、 90%、 95%。
⑤ 光照时间 设 3个处理, 光照时间分别为
0、 12、 24h/d, 即全黑暗、 12h光照与黑暗交替、
全光照。
1.2.3菌丝的最高、 最低致死温度确定[3]
采用双因子试验设计, 即致死温度与持续时
间。 致死温度设 31、 33、 35、 37、 39、 41、 43℃(最
高致死温度)或 4、 6、 8、 10、 12、 14、 16℃(最低致死温
度), 持续时间设 10、 20、 30、 40、 50、 60 min。 每
个处理组合一支试管, 无菌条件下装入10枚菌片,
塞好管塞, 放入恒温水浴锅中加热, 预热1min后
培养基 菌落形态特征
OA(燕麦)
菌落污白色, 圆形, 边缘整齐 , 平坦, 绒状菌
丝生长密集
CMV(玉米粉)
菌落污白色, 圆形, 边缘整齐 , 较不平坦, 绒
状菌丝较稀疏
PDA(马铃薯)
菌落污白色, 圆形, 边缘波浪型 , 不整齐, 菌
落厚薄不均, 菌丝生长稀疏
CA(胡萝卜)
菌落污白色, 均匀或棉絮状, 边缘明显, 气生
菌丝中等茂盛至十分茂盛
表2 不同培养基下的菌落形态特征
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郑金龙 等 剑麻斑马纹病病原菌生物学特性初步研究
为 5~11的培养基上均能生长, 但最适 pH值为 6
图2 烟草疫霉菌孢子
囊和游动孢子
菌株
编号
菌落的生长速率V/(mm·d-1)
pH 5.0 pH 6.0 pH 7.0 pH 8.0 pH 9.0 pH 10.0 pH 11.0
CH0001 5.54bBC 6.80aA 6.31aAB 4.57cCD 3.37dDE 3.10deE 2.72eE
CH0012 5.55bB 6.83aA 6.45aAB 4.08cC 3.80cCD 3.40cdCD 2.73dD
CH0034 3.87bB 5.83aA 5.50aA 3.20cBC 2.77cCD 2.20dDE 1.57eE
CH0055 3.90bB 5.47aA 5.60aA 3.00cBC 2.73cC 1.77dD 1.53dD
CH0062 4.83cB 6.77aA 6.03bA 3.47d C 3.40dC 3.10deC 2.78eC
CH0070 4.63cB 6.97aA 6.23bA 4.13cBC 3.40dCD 3.13dDE 2.52eE
CH0087 3.73bBC 6.93aA 6.87aA 3.97b B 3.37bcBCD 2.90cCD 2.77cD
CH0099 3.13cB 5.67aA 5.10bA 2.53dBC 2.30eCD 2.10eCD 1.85eC
表4 参试菌株在不同pH下的生长速率
菌株编号
菌落的生长速率V/(mm·d-1)
OA CMV PDA CA
CH0001 12.17 bB 9.83 cC 8.00 dD 12.30 aA
CH0012 11.88 bB 9.74 cC 7.95 dD 12.18 aA
CH0034 12.35 aA 8.01 dD 8.63 cC 11.78 bB
CH0055 11.58 bB 9.38 cC 7.91 dD 12.23 aA
CH0062 12.04 bB 9.45 cC 8.52 dD 12.40 aA
CH0070 12.40 aA 8.15 dD 8.96 cC 12.10 bB
CH0087 12.36 aA 9.61 cC 8.35 dD 12.17 bB
CH0099 12.09 bB 9.67 cC 8.32 dD 12.39 aA
表3 参试菌株在4种培养基上的生长速率
菌株
编号
菌落的平均生长速率V/(mm·d-1)
10℃ 15℃ 20℃ 22℃ 24℃ 26℃ 28℃ 30℃ 33℃ 35℃ 37℃
CH0001 0.00gG 3.43gF 4.43gF 5.60dD 6.67cC 7.63bB 8.50aA 6.47cC 5.07eD 4.47fE 0.00hG
CH0012 0.00gG 3.53fF 4.50eE 5.37dD 6.47cC 7.57bB 8.93aA 6.43cC 4.57eE 3.93fEF 0.00gG
CH0034 0.00gH 2.43fG 3.50eEF 4.27dDE 5.37cBC 7.5oaA 6.93bA 5.63cB 4.67dCD 2.93fFG 0.00gH
CH0055 0.00gG 2.63fF 3.63eE 4.57dCD 5.83bB 6.53aA 6.80aA 5.03cC 4.33dD 3.40eE 0.00gG
CH0062 0.00gG 3.50fF 4.43eE 5.60dD 6.73cC 7.67bB 8.87aA 6.60cC 5.37dD 4.50eE 0.00gG
CH0070 0.00eE 4.40dD 5.57cC 5.80cC 7.23bB 7.43bB 8.60aA 5.83cC 5.53cC 4.27dD 0.00eE
CH0087 0.00fF 4.03eE 5.30dD 6.00cCD 7.47bB 7.50bB 8.93aA 6.37cC 5.87cCD 4.43eE 0.00fF
CH0099 0.00iG 2.60hF 3.67fgE 4.47eD 5.73cC 6.30bB 7.60aA 4.87dD 3.73fE 3.30gE 0.00iG
表5 参试菌株在不同培养温度下的菌落生长速率
图1 烟草疫霉菌孢囊梗
2.2.1培养基种类
与菌落的生长速率
试验结果表明 ,
各参试菌株在 4种培
养基上均能正常生长。
其中 , 菌株CH0001、
CH0012、 CH0055、
CH0062和 CH0099最
适合于 CA培养基 ,
菌株 CH0034、 CH0070
和 CH0087最适合于
OA培养基, 而诸菌株
在 CMV和 PDA培养基
上皆生长较慢, 其最
大极差为 4.45 mm/d。
详见表3。
2.2.2培养基酸碱
度与菌落的生长速率
试验结果显示 ,
各参试菌株在 pH值
和7, 即中性至弱酸性。 详见表4。
2.2.3培养温度与菌落的生长速率
在 15~35℃环境条件下培养, 各参试菌株都
能生长, 但在24~28℃生长较好; 菌株CH0034的
最适生长温度为 26℃, 其余各菌株的最适生长温
度均为 28℃; 环境温度 T≤10℃或 T≥37℃时,
各参试菌株均不能生长(表5)。
2.2.4培养环境的湿度与菌落的生长速率
各参试菌株在相对湿度 70%~90%的环境中都
能 正 常 生 长 。 其 中 , 菌 株 CH0001、 CH0034、
CH0070、 CHOO87和CH0099的最适湿度为90%, 菌株
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2008年12月 第28卷第6期热带农业科学
低致死温度分别是 37℃和 10℃, 时间是 60
min。
3 结论与讨论
3.1结论
研究结果表明: 7株来自广东湛江地区
和 1株来自海南昌江县的剑麻斑马纹病病原
菌烟草疫霉菌, 在CA培养基上的菌落形态特
征、 分生孢子形状及大小之间的总体差别不
大, 但菌落生长速率差异比较大, 极差达到
2.4mm/d; 最适宜的培养基是OA或CA培养基; 菌
落生长的最宜的培养基 pH为6.0~7.0; 最适培养
温度 26~28℃, 最适培养湿度为90%~95%, 在连
续光照条件下生长较快。
3.2讨论
该结果为进一步探究广东湛江和海南昌江近年
来剑麻斑马纹病大流行提供一些基础数据。
8个参试菌株之间, 其最适生长的培养基有一
定的差异; 而其最适生长的温度、 光照、 pH和湿度
则差异不明显; 菌落和分生孢子形态也存在差异。
这种生物学特性方面差异与大田的病害流行学和症
状表现是否存在必然联系, 有待进一步观察研究。
参考文献
1 陈锦平, 刘清芬.龙舌兰麻杂种 11648斑马纹病的分布
及其病原的研究[J].热带作物研究(热带农业科学),
1980(2): 122~129
2 陈锦平, 刘清芬.龙舌兰麻杂种 11648斑马纹病病原烟
草疫霉菌(Phytophthora nicotianae Breda)生物学及形态
特征的初步研究.热带作物学报, 1982, 3(1): 65~70
3 邹庆道, 张子君, 李海涛, 等.不同温度及光照对番茄
早疫病菌菌丝生长的影响[J].辽宁农业科学 , 2005
(1): 36~37
时, 仍有1枚菌片上生长菌丝; t=60min时, 5枚
菌片上的菌丝全部死亡。 因此病菌菌丝的最高、 最
CH0012和CH0062的最适湿度为95%(见表6)。 由此
可见, 剑麻斑马纹病菌烟草疫霉菌系喜湿性真菌。
表7 光照条件与参试菌株的生长速率
菌株
编号
菌落的生长速率V/(mm·d-1)
连续黑暗 光暗交替 连续光照
CH0001 5.38 c C 6.85 b B 8.72 a A
CH0012 5.57 c C 7.03 b B 8.65 a A
CH0034 4.97 c C 6.93 b B 7.89 a A
CH0055 5.74 c C 6.88 b B 8.09 a A
CH0062 6.09 c C 7.86 b B 9.34 a A
CH0070 5.68 c C 7.05 b B 8.32 a A
CH0087 5.82 c C 7.34 b B 8.55 a A
CH0099 5.35 c C 6.98 b B 8.31 a A
2.2.5光照与菌落的生长
试验结果表明, 光照可以促进烟草疫霉菌菌丝
生长。 在 24 h全光照条件下, 菌落扩展得最快;
光暗交替时次之, 在 24h全黑暗条件下, 菌落生
长得最慢, 其极差达到4.37mm/d。 详见表7。
菌株
编号
不同湿度环境中的菌落生长速率V/(mm·d-1)
70% 75% 80% 85% 90% 95%
CH0001 3.97bB 4.07bB 4.17bB 3.70bB 7.20aA 6.53aAB
CH0012 4.50bcAB 4.13bcAB 4.30bcAB 3.53cB 5.77abAB 6.47aA
CH0034 4.00bAB 3.67bAB 3.03bB 3.57bAB 5.77aA 4.37abAB
CH0055 3.73cBC 3.27cC 3.43cC 3.40cC 4.50bB 5.50aA
CH0062 4.50eD 5.00dD 4.13eE 5.67cC 7.37bB 8.33aA
CH0070 4.47bB 4.83bB 4.80bB 4.73bB 8.03aA 7.43aA
CH0087 4.43deD 4.20eD 4.90cdCD 5.23cC 7.30aA 6.57bB
CH0099 3.70cB 4.00cB 4.17bAB 4.86abAB 5.27aA 4.27bAB
表6 参试菌株在不同湿度环境下培养的生长速率
2.3菌丝的最高、 最低致死温度
在12~35℃, 各种处理时间下的菌丝均能正常
生长; 在温度 T≤8℃或 T≥39℃时, 各种处理时
间下的菌丝均死亡。 在10℃及37℃下, 持续时间
t≤20min时, CA平板上的5枚菌片都能正常生长
菌丝 ; t=30 min时 , 有 4枚菌片上生长菌丝 ;
t=40min时, 有3枚菌片上生长菌丝; t=50min
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