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目前,香蕉根结线虫病已经成为海南省香蕉种植地区的
重要病害,由于近年来香蕉长期种植,复种率高,病原线虫不
断增加,导致根结线虫病发生越来越严重,造成香蕉产量降
低。为了有效和可持续控制香蕉根结线虫病,一方面要开展
对香蕉根结线虫种类的鉴定工作,明确其种群并制定相应的
防治措施;另一方面要加强微生物防治技术研究。
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doi:10. 15889 / j. issn. 1002 - 1302. 2015. 02. 041
芒萁叶斑病病原菌分离鉴定和生物学特性
谢美华1,李 霖2,李雪玲1,杨海艳1,王振吉1,范树国1
(1.楚雄师范学院化学与生命科学系 /云南省高校应用生物学重点实验室,云南楚雄 675000;
2.楚雄医药高等专科学校信息中心,云南楚雄 675000)
摘要:对芒萁叶斑病进行病原鉴定,研究病原菌生物学特性和杀菌剂对其抑制作用。结果表明,该病原菌为拟盘
多毛孢属真菌,最适宜生长的碳源为乳糖、氮源为硝酸钠。菌丝适宜生长的温度范围较窄,只能在 15 ~ 30 ℃范围内生
长,28 ℃ 菌丝生长最好,分生孢子在 32 ℃时萌发率最高;适宜菌丝和分生孢子生长和萌发的 pH值范围均较广,适宜
菌丝生长的 pH值为 4. 0,适宜分生孢子萌发的 pH值为 6. 0;光周期对菌落生长的影响不大,光照有利于分子孢子的
萌发。供试杀菌剂中以百菌清抑菌效果最好。
关键词:芒萁;叶斑病;病原鉴定;生物学特性
中图分类号:S435. 67 文献标志码:A 文章编号:1002 - 1302(2015)02 - 0130 - 04
收稿日期:2014 - 02 - 25
基金项目:云南省应用基础计划(编号:2011FZ186);云南省高校科
技创新团队支持计划;楚雄师范学院科研基金(编号:10YJYB02);
楚雄师范学院大学生创新创业训练计划(编号:2013cxcy04)。
作者简介:谢美华(1981—),女,云南楚雄人,硕士,实验师,从事植物
病理学真菌病害研究。E - mail:xiemeihua@ cxtc. edu. cn。
通信作者:杨海艳,博士,高级实验师,从事植物病理学真菌病害研
究。Tel:(0878)3100784;E - mail:haiyanyang@ cxtc. edu. cn。
芒萁[Dicranopteris dichotomya (Thunb. )Bernh.]是多年
生常绿蕨类植物,广泛分布于中国长江以南各省区、朝鲜南部
及日本,是酸性土壤指示植物,有药用价值[1]。在自然状态
下,芒萁的种间竞争力极强,芒萁的化感物质释放到周围环
境,抑制并排挤其他植物的生长发育,从而形成单优势的“纯
植丛”群落[2]。近年来,关于芒萁的研究主要集中在生理生
化指标的测定[3 - 4]、化感作用[5 - 9]、多糖和黄酮提取[9 - 11]等方
面,但对芒萁叶斑病的研究目前还未见报道。本研究选取芒
萁叶斑病病叶,对该病害进行分离鉴定和生物学特性研究,以
期为芒萁叶斑病控制和防治方面提供理论基础。
1 材料与方法
1. 1 病原菌的分离
自楚雄彝族自治州西山公园采集到 9 组芒萁叶斑病的病
叶进行培养,共分离到 3 个菌株,其中,1 株是交链孢属菌株,
1 株是黑曲霉属菌株,1 株是拟盘多毛孢属菌株。将纯培养得
到的3个菌株孢子悬浮液接种到健康的芒萁叶片上,每组设24
个重复。10 d后,接种了交链孢属和黑曲霉属的植株依然健
康,而接种了拟盘多毛孢属菌株的植株出现了叶斑病。从接种
发病的芒萁植株上再分离到的纯培养,性状与接种物相同。从
—031— 江苏农业科学 2015 年第 43 卷第 2 期
而推测其为芒萁叶斑病的病原,菌株编号为 mangqi01。
1. 2 病原菌的鉴定
1. 2. 1 形态学鉴定 纯化分离到的病原菌,利用显微镜进行
观察,对其进行形态鉴定。
1. 2. 2 病原菌 rDNA - ITS 序列扩增和分析 用 CTAB 法提
取病原菌全基因组 DNA,进行 ITS - PCR 扩增。引物序列为
ITS4:5 - TCCTCCGCTTATTGATATGC - 3;ITS5:5 -
GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG -3。PCR 反应体系总体积
25 μL,反应各成分终浓度为:Taq 酶 0. 02 U /μL;引物
0. 4 μmol /L;DNA 模板 20 ng /μL;dNTPs 0. 4 μmol /L;2 ×
PCR反应缓冲液。PCR 扩增程序为:95 ℃预变性,3 min;
94 ℃变性 30 s,52 ℃退火 45 s,72 ℃复性 45 s,30 个循环;
72 ℃ 延伸 10 min。扩增产物送北京百泰克生物技术有限公
司测序,所得序列在 NCBI上比对,下载与其相似性较高的序
列及其近似属的序列,用 BioEdit、Clustal x和 MEGA 4. 1 软件
采用 NJ法进行系统分析,构建系统进化树。
1. 3 生物学特性研究[12 - 13]
1. 3. 1 不同碳源和氮源对菌落生长的影响 以察氏培养基
为基础培养基,分别以葡萄糖、甘油、D -果糖、D -半乳糖、乳
糖、可溶性淀粉等量取代其碳源;分别以硫酸铵、硝酸铵、甘氨
酸、L -苯丙氨酸、牛肉膏、蛋白胨取代氮源。每种培养基中
分别接种直径为 5 mm的菌块,25 ℃恒温黑暗培养,5 d 后用
十字交叉法测量菌落直径。每个处理设 3 个重复。
1. 3. 2 不同温度对菌落和分子孢子萌发的影响 取直径为
5 mm的菌块接种于察氏培养基中央,分别在 5、10、15、20、
25、28、30、32、35、40、45 ℃黑暗下恒温培养,5 d 后测量菌落
直径。用无菌水制备菌悬液,滴于载玻片上,培养条件同菌落
培养,24 h后镜检孢子萌发率,每次检 100 个孢子。每个处理
设 3 个重复。
1. 3. 3 不同 pH 值对菌落和分子孢子萌发的影响 将高压
灭菌后的察氏培养基 pH值分别调为 3. 0、4. 0、5. 0、6. 0、7. 0、
8. 0、9. 0、10. 0、10. 9 倒平板,取直径 5 mm的菌块接种于察氏
培养基中央,黑暗条件下 25 ℃培养 5 d后测量菌落直径。用
0. 2 mol /L 磷酸氢二钠和 0. 2 mol /L 柠檬酸缓冲液将分生孢
子悬浮液 pH 值调配为 3. 0、4. 0、5. 0、6. 0、7. 0、8. 0、9. 0、
10. 0、10. 9,置于 25 ℃恒温箱黑暗培养,24 h 后镜检萌发率,
每次检 100 个孢子。每个处理设 3 个重复。
1. 3. 4 不同光照处理 取直径为 5 mm 的菌块接种于察氏
培养基中央,分别置于 24 h 光照、光 -暗周期 12 h - 12 h、
24 h 黑暗环境中,25 ℃培养 5 d后测量菌落直径。用无菌水
制备菌悬液,滴于载玻片上,培养条件同菌落培养,24 h 后镜
检孢子萌发率,每次镜检 100 个孢子。每个处理设 3 个重复。
1. 4 不同杀菌剂对菌落生长的影响
将代森锰锌、百菌清、敌克松、 霜·锰锌和扑海因用无
菌水按其常用倍数稀释,每 10 mL培养基中加入 1 mL药液制
成含药液的平板,对照组加入等量无菌水。取 5 mm 菌块置
于察氏培养基平板中央,25 ℃黑暗培养 5 d后测量菌落直径。
每个处理设 3 个重复。
2 结果与分析
2. 1 芒萁病原菌的鉴定
2. 1. 1 形态学鉴定 该病主要发生在叶部,发病初期,叶缘、
叶脉出现灰色、灰黑色小斑点;中期小斑点扩大成不规则灰色
轮纹,其上着生黑色斑点,并伴有叶黄化、卷曲等症状,病情严
重时整个叶片枯萎掉落。PDA培养基上,28 ℃培养 3 d 后菌
落直径 6 cm,隆起,菌丝白色、絮状,直径 1. 5 cm 处有明显的
轮纹,反面杏色,直径 1. 5 cm处出现深杏色轮纹,且轮纹上的
培养基呈辐射形开裂;菌丝生长速度快,28 ℃培养 5 d后菌落
直径为 5 cm;长满全皿,正面白色,不均匀分布黄褐色菌丝,反
面出现深褐色不规则小圆点;培养 10 d,正面不均匀分布透明
水滴及黑色油滴,反面均匀分布深褐色圆点,不均匀分布黑点
(图 1)。分生孢子 5细胞,多为竹节状或棒状,少数为纺锤形,
直立或弯曲,向基部渐尖;中间 3 色胞异色型,第 1、2 色胞褐
色,梯形,第 2色胞外壁加厚,第 3色胞浅褐色,半透明,分隔处
缢缩或不缢缩;顶胞多为长梯形或圆柱形,少数为三角形,透
明,具侧生式顶端附属丝 1 ~ 3 根,多为 2 根;基部细胞圆锥形
或锥形,不具或只具中生式基部附属丝 1 根;大小(3. 7 ~
5. 9)×(4. 2 ~6. 7)μm(平均 3. 95 ×6. 3 μm)(图 2、图 3)。
2. 1. 2 病原菌 rDNA - ITS 序列分析 将 mangqi01 菌株的
5. 8S rDNA - ITS序列在NCBI里进行序列比对,结果显示
—131—江苏农业科学 2015 年第 43 卷第 2 期
mangqi01 与 Pestalotiopsis sp.、Pestalotiopsis oxyanthi、Pestaloti-
opsis foedans、Pestalotiopsis clavispora、Pestalotiopsis ixorae 和
Pestalotiopsis mangiferae 同源性最高,下载它们的序列,以
Pestalotia cinchonae 和 Pestalotia subcuticularis 为外群,用 Bi-
oEdit、Clustal x 和 MEGA 4. 1 软件采用 NJ 法进行系统分析,
构建系统进化树,结果(图 4)表明,与其遗传距离较近的有 6
个种,属内节点支持率为 0. 96,结合其形态特征的观察研究,
供试菌株 mangqi01 为腔孢纲(Coelomycetes)黑盘孢目(Melan-
coniale)拟盘多毛孢属(Pestalotiopsis Stey.)[14 -16],病原菌的种
待定。
2. 2 不同氮源和碳源对 mangqi01 菌落生长的影响
试验结果表明,该菌对供试的 7 种氮源和碳源均能利用,
菌落在不同氮源和碳源培养基上生长速度有明显差异。最适
该菌生长的氮源是硝酸钠,与硫酸铵、硝酸铵、L -苯丙氨酸、
牛肉膏、甘氨酸和蛋白胨作氮源差异极显著。最适该菌生长
的碳源是乳糖,与可溶性淀粉、蔗糖和葡萄糖差异不显著;与
D -半乳糖、D -果糖和甘油差异极显著(表 1)。
表 1 不同 N源和 C源对 mangqi01 菌株生长的影响
N源 菌落直径
(cm) C源
菌落直径
(cm)
硫酸铵 3. 83 ± 0. 02Dd 葡萄糖 4. 18 ± 0. 33Aa
硝酸铵 2. 00 ± 0. 04Ee D -果糖 3. 35 ± 0. 1Bb
甘氨酸 4. 25 ± 0. 06BbCc 甘油 2. 95 ± 0. 19Cc
L -苯丙氨酸 3. 92 ± 0. 19Dd D -半乳糖 2. 53 ± 0. 13Dd
牛肉膏 4. 20 ± 0. 05BbCc 乳糖 4. 42 ± 0. 03Aa
蛋白胨 4. 32 ± 0. 07Bb 可溶性淀粉 4. 21 ± 0. 08Aa
硝酸钠 4. 75 ± 0. 09Aa 蔗糖 4. 30 ± 0. 162Aa
注:同列数据后小写、大写字母不同者分别表示差异显著(P <
0. 05)、极显著(P < 0. 01)。表 2、表 3、表 4 同。
2. 3 不同光照对 mangqi01 菌株生长的影响
通过 24 h 光照、12 h 光 /暗交替、无光照培养,有无光照
对菌落的生长影响差异不显著。光照条件下分生孢子萌发率
最高,与 12 h光 /黑影响无显著差异,与黑暗条件培养达到极
显著差异(表 2)。
2. 4 不同温度对 mangqi01 菌落生长和孢子萌发的影响
试验结果表明,该病原菌生长适应的温度范围较窄,只能
在 15 ~ 30 ℃范围内生长,最适的生长温度是 28 ℃,与 25 ℃
表 2 不同光照对菌落和孢子萌发的影响
处理条件
菌落直径
(cm)
分生孢子萌发率
(%)
光照 0. 88 ± 0. 06Aa 23. 33 ± 1. 76Aa
光 /黑 1. 25 ± 0. 08Aa 20. 67 ± 0. 67Aa
黑暗 1. 18 ± 0. 12Aa 11. 33 ± 0. 88Bb
无显著差异,与 30 ℃差异显著,与其他处理差异极显著;该病
原菌在 10 ℃以下、32 ℃ 及以上温度条件下停止生长。该病
原菌孢子在 5 ~ 45 ℃ 范围内均能萌发,最适萌发温度为
32 ℃,与其他处理差异极显著(表 3)。
表 3 温度对菌落生长和孢子萌发的影响
温度
(℃)
菌丝生长速度
(cm)
孢子萌发数
(个)
5 0Cc 1. 67 ± 0. 88Gg
10 0Cc 7. 33 ± 0. 67Ff
15 0. 75 ± 0. 06Cc 13. 00 ± 0. 67Ee
20 2. 78 ± 0. 22Bb 20. 33 ± 0. 881Dd
25 3. 28 ± 0. 15AaBb 22. 00 ± 1. 53Dd
28 3. 62 ± 0. 52Aa 37. 67 ± 1. 45Cc
30 2. 93 ± 0. 22Bb 15. 33 ± 0. 33Ee
32 0Cc 52. 33 ± 1. 20Aa
35 0Cc 43. 00 ± 2. 64Bb
40 0Cc 4. 00 ± 0. 58FfGg
45 0Cc 1. 00 ± 0. 58Gg
2. 5 不同 pH值对 mangqi01 菌落生长和孢子萌发的影响
试验结果表明,菌丝和分生孢子萌发适应的 pH 值范围
较广,在 pH值 2. 5 ~ 10. 9 之间均能生长和萌发。该菌菌丝
在酸性条件下长得较好,pH 值 4 时菌丝生长最快,与 pH 值
—231— 江苏农业科学 2015 年第 43 卷第 2 期
9、pH值 10 和 pH值 10. 9 差异极显著;与其他处理差异不显
著。pH值 6. 0 时孢子萌发率最高,pH 值 6. 0 时孢子萌发率
与与其他处理差异极显著(表 4)。
表 4 pH值对菌丝生长和孢子萌发的影响
pH值 菌丝生长速度
(cm)
孢子萌发数
(个)
2. 5 2. 87 ± 0. 16AaBbCc 9. 67 ± 0. 33DdEe
3 3. 00 ± 0. 25AaBb 13. 33 ± 0. 88Dd
4 3. 15 ± 0. 16Aa 19. 00 ± 1. 15Cc
5 2. 92 ± 0. 17AaBbCc 23. 00 ± 1. 15Bb
6 2. 92 ± 0. 04AaBbCc 32. 00 ± 1. 15Aa
7 2. 87 ± 0. 08AaBbCc 24. 00 ± 1. 53Bb
8 2. 65 ± 0. 32AaBbCc 23. 33 ± 1. 76Bb
9 2. 18 ± 0. 19BbCc 18. 00 ± 1. 15Cc
10 2. 08 ± 0. 12Cc 12. 33 ± 0. 33DdEe
10. 9 2. 20 ± 0. 16BbCc 8. 67 ± 0. 88Ee
2. 5 不同杀菌剂对菌落生长的影响
试验结果表明,与对照相比,5 种广谱杀菌剂对该菌的生
长均有抑制作用(图 5)。百菌清对该菌的抑制效果最好,随
后依次是扑海因、代森锰锌、 霜·锰锌,效果最差的是敌克
松。百菌清的抑菌效果与扑海因和代森锰锌无显著差异,与
霜·锰锌和敌克松差异极显著。
3 结论与讨论
3. 1 病原菌的分离鉴定
芒萁繁殖力极强,生长发育旺盛,种间竞争力强而排挤其
他植物种类的生长与分布,因此在植物群落下层连续成片分
布,形成单优层片[17],从而使病害更容易传播蔓延。目前,还
未见对芒萁叶斑病病原菌的报道。本研究通过对芒萁叶斑病
病原菌进行分离纯化,利用形态学特征观察并结合分子生物
学手段进行分析鉴定[18],结果表明,两者的鉴定结果相互吻
合,初步推测病原菌为拟盘多毛孢属真菌。
3. 2 病原菌生物学特性
本研究结果表明,该菌对供试的 7 种氮源和碳源均能利
用,菌落在不同氮源和碳源培养基上生长速度有明显差异,最
适该菌生长的氮源是硝酸钠,最适该菌生长的碳源是乳糖。
该病原菌适宜生长的温度范围较窄,只能在 15 ~ 30 ℃范围内
生长,最适的生长温度是 28 ℃,在 10 ℃以下、32 ℃及以上温度
条件下停止生长;该病原菌孢子在 5 ~45 ℃范围内均能萌发;有
无光照对菌落生长无显著影响,光照有利于分子孢子的萌发;适
宜菌丝和分生孢子生长和萌发的 pH值范围均较广,菌丝适宜生
长的 pH值为 4. 0,分生孢子适宜萌发的 pH值为 6. 0。
3. 3 广谱杀菌剂对该菌生长的影响
在本研究中 5 种广谱杀菌剂对该菌落的生长均有抑制作
用。百菌清对该菌的抑制效果最好,随后依次是扑海因、代森
锰锌、 霜·锰锌,效果最差的是敌克松。该菌的生物学特
性试验都是在实验室中进行的,相对于自然生长时复杂的生
长环境,实验室的环境相对单一,要确定该病害的生物学特
性,哪种杀菌剂对该菌的抑制作用最好,还有待开展大田试验
进一步证实。
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