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白鲜灰斑病的危害症状及病原生物学特性研究



全 文 :收稿日期:2014-12-30
作者简介:欧阳慧(1988-),女,硕士研究生,从事药用植物真菌病害研究,E-mail:spirityanghui@sina.com;* 通讯作者:周如军(1979-),男,博士,副教
授,从事植物真菌病害和病害流行学研究,E-mail:zrj5823@163.com
白鲜灰斑病的危害症状及病原生物学特性研究
欧阳慧,周如军 *,傅俊范,徐 喆,赵杰锋
(沈阳农业大学 植物保护学院,沈阳 110161)
摘 要 : 白鲜灰斑病为近年来辽宁白鲜生产上新发生的重要病害 , 各调查田均有发生 , 病情指数 5.3~59.6, 其致病菌为
Paracercospora dictamnicola。 该菌为新种,国内外 Paracercospora 属相关研究报道较少,明确该菌的生物学特性能够为后续研究及
田间病害防控奠定理论基础。 生物学特性研究结果表明:菌落生长最适温度为 25℃,最适培养基为 CA 培养基,最适 pH 值为 6,最
适碳源为果糖,最适氮源为酵母膏,光照有利于病菌的生长,菌落致死温度为 54℃10min;分生孢子萌发最适 pH 值为 6,最适温度
为 25℃,最适碳源为 1%葡萄糖溶液,最适氮源为 1%硝酸钾溶液,致死温度为 53℃10min。
关键词:白鲜灰斑病;病原学;Paracercospora dictamnicola;生物学特性
中图分类号:S432.4 文献标识码: A 文章编号:1000-1700(2015)04-0410-07
The Damage Symptoms and Biological Characteristics of Pathogen of Gray
Leaf Spot on Dictamnus dasycarpus
OU Yang-hui, ZHOU Ru-jun*, FU Jun-fan, XU Zhe, ZHAO Jie-feng
(College of Plant Protection, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110161, China)
Abstract: Gray leaf spot has been the new main disease of Dictamnus dasycarpus Turcz in Liaoning. It is widespread in every
surveyed fields. Disease index is between 5.3-59.6. The pathogen of disease is identified as Paracercospora dictamnicola, a new
species. Because of little research on genus of this family Paracercospora, the biological characteristics were necessarily known for
providing theoretical basis for further studies, prevention and control. The results showed the mycelia grown fast on CA, best pH
value was pH6, optimal temperature was 25℃ and grown well in the light. The best carbon and nitrogen sources were fructose
and yeast extract. The mycelia could not survive above 54℃ for 10min. The optimal temperature for conidial germination was
25℃, best pH value was pH6. The best carbon and nitrogen sources were 1% dextrose and 1% KNO3. The conidia could not
germinate above 53℃ for 10min.
Key words: gray leaf spot; pathogen; Paracercospora dictamnicola; biological characteristics
白鲜(Dictamnus dasycarpus Turcz)为芸香科白鲜属多年生草本药用植物,主要分布于欧亚大陆和北美洲[1],
在我国东北、华北、西北及华东等地区均有丰富的野生资源。 干燥根皮被称作白鲜皮,含有白鲜碱、梣酮、黄柏
酮等多种化合物,具有清热燥湿、祛风解毒等功效,临床用于治疗湿热疮毒、湿疹、疥癣和风湿热痹等[2-5]。 近年
来白鲜需求量增加,市场价格持续上扬,野生资源日渐枯竭,辽宁东部山区开始进行人工归圃,2012 年在辽宁
清原满族自治县白鲜人工归圃试验田调查发现一种叶部病害危害严重, 经查阅文献尚未见相关研究报道,为
新发生病害,根据其症状特征和病原种类命名为白鲜灰斑病。 2013~2014 年后续调查发现,各白鲜种植基地均
有该病害的发生危害。 本研究对白鲜灰斑病发生危害和病原学进行研究,旨在为白鲜灰斑病的诊断鉴定和田
间防治奠定理论基础。
1 材料与方法
1.1 材料
供试白鲜灰斑病样本采自于辽宁清原满族自治县白鲜生产田。
沈阳农业大学学报,2015,46(4):410-416
Journal of Shenyang Agricultural University
欧阳慧,周如军,傅俊范,等.白鲜灰斑病的危害症状及病原生物学特性研究[J].沈阳农业大学学报,2015,46(4):410-416.
http://www.syauxb.com
DOI:10.3969/j.issn.1000-1700.2015.04.005
欧阳慧等:白鲜灰斑病的危害症状及病原生物学特性研究第 4期 - -
1.2 方法
1.2.1 病情调查和分级标准 2012~2014 年分别对
抚顺清原县椽子沟、英额门镇、英额门转弯河村,抚
顺县章党, 沈阳农业大学试验场药材园及试验基地
药用植物园的白鲜灰斑病发生情况进行调查, 采用
对角线五点取样法,每点随机抽取 15 株,共 75 株,
调查病株数、病叶数和严重度,计算病情指数。 根据
白鲜灰斑病田间发病特点, 参考相似病害的分级标
准[6-7],初步制定白鲜灰斑病的分级标准(表 1)。
病情指数= Σ(各级病叶数×各级代表值)
调查总叶数×发病最重级代表值 ×100
1.2.2 病害症状观察 对典型的白鲜灰斑病叶进行
观察,描述其症状。
1.2.3 病原菌的分离纯化 采用单孢子分离法对病原
菌进行分离和纯化[8]。 分离菌株置于 PDA培养基,25℃
黑暗条件下培养 10d后移置 PDA斜面,4℃保存。 观察病原菌形态。
1.2.4 病原菌生物学特性 将直径 4mm的菌饼 (下同) 移植在马铃薯葡萄糖琼脂 (PDA)、 马铃薯蔗糖琼脂
(PSA)、V8、查氏(Czapek)、胡萝卜琼脂(CA1)、水琼脂(WA)、燕麦片(OA)、玉米粉(CA2)8 种培养基上 [9-11], 25℃
条件下培养,30d 后观察菌落生长情况,测量菌落直径,试验设置 3 次重复,并进行方差分析和多重比较 [12],考
察不同培养基对菌落生长的影响。
以查氏培养基为基础培养基,将蔗糖分别替换为葡萄糖、半乳糖、乳糖、麦芽糖、果糖、可溶性淀粉和甘露
醇。 25℃培养 30 d后,测量菌落直径,重复 3次,考察不同碳源对菌落生长的影响。 配制含有 1%的蔗糖、果糖、
麦芽糖、葡萄糖、乳糖、半乳糖、甘露醇、可溶性淀粉的孢子悬浮液,调节孢子浓度为 1×104个·mL-1(下同),采用
载玻片萌发法,以无菌水为对照,分别置于 25℃恒温箱保湿培养,24 h后计测孢子萌发率[10],考察不同碳源对孢
子萌发的影响。
将菌饼移植在以查氏培养基为基础,将硝酸钾分别替换为蛋白胨、硫酸铵、酵母膏、丙氨酸、脯氨酸、赖氨
酸、脲、甘氨酸和酪氨酸的培养基上,25℃培养,30 d 测量菌落直径。 配制含有 1%的蛋白胨、硝酸钾、硫酸铵、
脲、谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、酪氨酸的孢子悬浮液,采用载玻片萌发法,以无菌水为对照,置于 25℃恒温箱保湿
培养,3次重复。 24 h计测孢子萌发率,分别考察不同氮源对菌落生长及孢子萌发的影响。
将菌饼移植于 PDA 平板上,分别置于 5,10,15,20,25,30℃下培养 30 d 后测量菌落直径,3 次重复。 采用
载玻片萌发法,将孢子悬浮液分别置于 5,10,15,20,25,30℃下保湿培养 24 h 后计测孢子萌发率,3 次重复,考
察不同温度对菌落生长及孢子萌发的影响。
将菌饼移植于 pH 值分别为 4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0,10.0,11.0 的 PDA 平板上,25℃恒温培养 30d 后测量
菌落直径,3次重复。 配制 pH值分别为 2.0,3.0,4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0,10.0,11.0,12.0的孢子悬浮液,采用载
玻片萌发法,25℃下保湿培养 24h后计测孢子萌发率,3次重复,考察不同 pH值对菌落生长及孢子萌发的影响。
将菌饼移植于 PDA 平板培养基上, 设置 24h 光照、24h 黑暗、12h 光暗交替 3 组处理,25℃恒温培养 30d
后观察菌落颜色及形态,测量菌落直径,重复 3 次。 采用载玻片萌发法,配制孢子悬浮液,分别置于 24h 光照、
24h黑暗和 12h光暗交替环境下培养 24h后计测孢子萌发率,每处理重复 3次,考察不同光照对菌落生长及孢
子萌发的影响。
将菌丝置于装有 10mL无菌水的离心管中, 分别置于 40,45,50,51,52,53,54,55℃恒温水浴锅中处理 10min
(预热 1min,下同),冷却后移至 PDA平板上,25℃恒温培养,逐日观察菌落生长状况,重复 3次。 孢子悬浮液装
入离心管中,分别置于 40,45,50,51,52,53,54,55℃恒温水浴锅中处理 10min 后,冷却后采用载玻片萌发法,
25℃黑暗条件下保湿培养 24h后计测孢子萌发率,考察病菌和孢子的致死温度。
表 1 白鲜灰斑病分级标准
Table 1 Standard of gray leaf spot of D. dasycarpus
病级
Rating of disease
0
1
2
3
4
5
分级标准
Standard of disease rating
全叶无病
No lesion on leaves
病斑面积占叶片面积的 5%以下
Lesion area accounting for less than 5% leaf area
病斑面积占叶片面积的 5%~10%
Lesion area accounting for 5%-10% leaf area
病斑面积占叶片面积的 10%~25%
Lesion area accounting for 10%-25% leaf area
病斑面积占叶片面积的 25%~40%
Lesion area accounting for 25%-40% leaf area
病斑面积占叶片面积的 40%以上
Lesion area accounting for more than 40% leaf area
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第 46卷沈 阳 农 业 大 学 学 报- -
2 结果与分析
2.1 白鲜灰斑病的病情调查
由表 2 可知,白鲜灰斑病在各种植区均有发生,病田率 100%,病株率 42%~78%,病情指数 5.3~59.6,3 年
生以上植株较 1年生和 2年生植株发病重。
2.2 白鲜灰斑病的病害症状
白鲜灰斑病主要为害叶片,严重时也可为害叶柄。 7月初始发,发病初期产生黄褐色小斑点,逐渐扩展为直
径 1.2~17.6mm椭圆形或多角形灰褐色病斑,有黄色晕圈,病斑上具深褐色针尖大小粒状物。 发病严重时,病斑
互相愈合成不规则病斑,明显受叶脉限制形成多角形,后期导致黄化提早落叶(图 1和图 2)。
图 1 白鲜灰斑病田间危害
Figure 1 Gray leaf spot of D. dasycarpus
in the fields
图 2 白鲜灰斑病典型症状
Figure 2 Typical symptom of gray leaf spot
of D. dasycarpus
2.3 白鲜灰斑病的病原菌形态
叶片上分生孢子梗簇生于直径 50~125μm的子座上,浅棕色,直立或轻微弯曲,不分枝,(25.0~75.0)×(2.5~5.8)
μm, 0~4隔。 分生孢子近无色或淡青黄褐色,倒棍棒至圆柱形,少量直立,多数弯曲至明显弯曲,个别成 S型。 基部
倒圆锥形平截,(82.5~227.5)×(3.8~6.3)μm, 5~16隔(图 4),孢痕和脐点不加厚。 病原菌在 PDA培养基上生长缓慢,
表 2 2012~2014 年辽宁白鲜灰斑病发生情况调查
Table 2 Investigation of gray leaf spot on Dictamnus dasycarpus in Liaoning Province in 2012-2014
调查地点
Investigated locations
抚顺市清原县椽子沟 Chuanzigou town, Qingyuan county, Fushun city
抚顺市清原县英额门镇 Yingemen town, Qingyuan county, Fushun city
抚顺市清原县英额门转弯河村 Zhuanwanhe village, yingemen town, Qingyuan county, Fushun city
抚顺市抚顺县章党 Zhangdang town, Fushun county, Fushun city
沈阳农业大学试验场药材园 Scientific research herbs garden of Shenyang Agricultural University
沈阳农业大学试验基地药用植物园 Scientific base herbs garden of Shenyang Agricultural University
白鲜株龄
Age/a
3~4
3
4
1
3
4
1~2
3
4
1
2
2012
26.2
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
2013
47.4
-
-
14.3
29.8
38.8
-
26.6
33.5
-
-
2014
11.3
36.7
59.6
9.4
35.0
57.9
8.7
34.2
57.9
5.3
8.1
病情指数 Disease index
注:“-”代表该年份此地未种植白鲜,无数据。
Note:-means no data because there was no planting in investigated sites then.
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欧阳慧等:白鲜灰斑病的危害症状及病原生物学特性研究第 4期 - -
气生菌丝不发达,颜色较浅,培养基内菌丝颜色较深,多会产生色素,中心稍突起,背面易开裂(图 3)。
图 3 白鲜灰斑病病菌培养性状(PDA)
Figure 3 Culture of P. dictamnicola on PDA
图 4 白鲜灰斑病病菌孢子梗及孢子形态
Figure 4 Conidiophore and conidia of P. dictamnicola
2.4 病原菌的生物学特性
2.4.1 不同培养基对菌落生长的影响 由图 5 可知,
不同培养基上培养 30d的菌落直径显著不同, 在 CA
培养基上生长最快,菌落直径可达 30.0mm。 PSA、玉
米 粉 和 PDA 培 养 基 分 别 为 27.1mm,26.9mm 和
25.4mm。 菌落颜色及形态因培养基不同而差异较大,
PSA、PDA 上致密,气生菌丝白至灰绿色,基内菌丝深
褐色,查氏培养基上较为稀疏,气生菌丝浅棕至深棕,
基内菌丝黑褐色。
2.4.2 不同碳源对菌落生长及孢子萌发的影响 由
图 6可知,病菌在不同碳源培养基上的菌落生长差异
显著。 最适宜碳源为果糖,培养 30d 后菌落直径可达
26.2mm。 孢子在 8 种供试碳源溶液及无菌水(CK)中培养 24h 后均能萌发。 在 1%葡萄糖溶液中萌发率最高
(88.7%),为最适碳源(图 7)。
图 5 不同培养基对病原菌菌落生长的影响
Figure 5 Effect of different culture media on
mycelia growth
图 6 不同碳源对菌落生长的影响
Figure 6 Effect of different carbon sources on mycelia
growth
图 7 不同碳源对孢子萌发率的影响
Figure 7 Effect of different carbon sources on
conidial germination rate
2.4.3 不同氮源对菌落生长及孢子萌发的影响 由图 8可知,在酵母膏为氮源的培养基上菌落生长速度最快,
培养 30d后菌落直径可达 27.5mm,其次为脯氨酸和蛋白胨。孢子在供试溶液中均能萌发,1%硝酸钾和 1%蛋白
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胨溶液中孢子萌发率与对照无显著性差异,萌发率均超过 80%(图 9),其他溶液对孢子萌发有一定的抑制作用。
图 8 不同氮源对菌落生长的影响
Figure 8 Effect of different nitrogen sources on
mycelia growth
图 9 不同氮源对孢子萌发率的影响
Figure 9 Effect of different nitrogen sources on
conidial germination rate
2.4.4 不同温度对菌落生长及孢子萌发的影响 白鲜灰斑病病菌菌落在 5~30℃均可生长,25℃下 30d 菌落直
径可达 25.4mm,为菌落生长最适温度(图 10)。 不同培养温度条件下菌落颜色差异较为明显,温度较低时气生
菌丝较少,呈褐色菌落;15~20℃气生菌丝较多,菌落颜色较浅;25~30℃气生菌丝颜色变深,呈墨绿色。温度对孢
子萌发影响较大,25~30℃最适孢子萌发,萌发率分别为 81.0%和 76.3%(图 11)。
图 10 不同温度对菌落生长的影响
Figure 10 Effect of different temperatures
on mycelia growth
图 11 不同温度对孢子萌发率的影响
Figure 11 Effect of different temperatures
on conidial germination rate
2.4.5 不同 pH值对菌落生长及孢子萌发的影响 pH 值为 4~11 条件下病菌菌落均可生长, 但培养 30d 后的
菌落直径差异显著。 在 pH值为 6时,菌落直径可达 28.3mm,为最适 pH值(图 12)。 分生孢子在 pH值 2~12条
件下培养 24h均可萌发,pH值为 6时萌发率最高,为 80.7%(图 13)。
图 12 不同 pH值对菌落生长的影响
Figure 12 Effect of different pH value on
mycelia growth
图 13 不同 pH值对孢子萌发率的影响
Figure 13 Effect of different pH value on conidial
germination rate
414
欧阳慧等:白鲜灰斑病的危害症状及病原生物学特性研究第 4期 - -
2.4.6 不同光照条件对菌落生长及孢子萌发的影响 白鲜灰斑病病菌菌落在 24h全光培养条件下生长较为迅
速,培养 30d后直径可达 30.9mm,菌落致密,颜色较深(图 14)。 24h黑暗条件下孢子萌发率较高,为 78. 7%(图
15)。 可见,光照有利于菌落生长,而不利于孢子萌发。
图 14 不同光照条件对菌落生长的影响
Figure 14 Effect of different light conditions on
mycelia growth
图 15 不同光照条件对孢子萌发率的影响
Figure 15 Effect of different light conditions on
conidial germination rate
2.4.7 病菌的致死温度 由表 3 可知, 当温度≥
54℃时,菌丝停止生长,证明该病菌致死温度为 54℃
10min。 当温度≥53℃时,24h后未见有孢子萌发,故
该病菌分生孢子致死温度为 53℃10min。
3 讨论与结论
白鲜为多年生草本药用植物,近年来随着需求
量的不断增加,野生资源渐枯竭,辽宁东部山区栽
培面积不断增加 [13-14]。在人工归圃的过程中,由于栽培环境和栽培模式的改变,白鲜灰斑病发生严重,属新发
生病害。本研究对其发生危害和病原学进行了系统研究,结果发现,白鲜灰斑病发生普遍、危害严重,易导致
叶片黄化及提早落叶,严重影响了白鲜产量。 调查发现在抚顺和沈阳种植区所调查的 13 个田块均有发生,
病田率达 100%,病株率 42%~78%,病情指数 5.3~59.6。 结合病菌形态特征、培养性状和分子技术 [15-16],将病
菌鉴定为 Paracercospora dictamnicola [17]。 Paracercospora 菌属由 DEIGHTON 从当时的广泛定义的尾孢菌属分
离出来成为一个单独的属,依据形态学(有孢痕,脐点于边缘处轻微加厚)将一些类似的种归到一起,后来由
于分子技术的发展,通过分子手段将部分种又重新划归到 Pseudocercospora 属中去,一度将 Paracercospora 视
为 Pseudocercospora 的异名。然而在 2013 年以后,研究发现 Paracercospora 的分类比预想的要更加复杂 [15]。通
过多段基因的序列分析,证明了这个属的确不同于其他尾孢类属,目前认为,Paracercospora 更多偏向分子手
段与 Pseudocercospora 进行区分, 而形态学上区别并不显著。 由于白鲜灰斑病菌 Paracercospora dictamnicola
的发现,为有孢痕及脐点边缘轻微加厚的形态特征不应作为该属的分类依据提供了一个证明。 生物学特性
研究表明,菌落生长最适培养基为 CA培养基,最适温度为 25℃,最适 pH值为 6,最适碳源为果糖,最适氮源为酵
母膏,光照有利于菌落生长,菌丝致死温度为 54℃10min。 分生孢子萌发最适温度为 25℃,最适 pH值为 6,最适碳
源为 1%葡萄糖溶液,最适氮源为 1%硝酸钾溶液,光照不利于孢子萌发,孢子致死温度为 53℃10min。
对辽宁省抚顺市及沈阳市白鲜种植基地病情的连续监测,发现田间病情有随种植年限延长逐年加重的趋
势。 调查中还发现,由于白鲜至少需要 4 年以上才能起挖,种植时间较长,加之药用植物种植户对该病害的识
别能力有限,且田间栽培管理比较粗放,秋后落叶和病残体大量遗留在田间,导致田间菌源不断增加,这种情
况在多年生药用植物归圃栽培中较为常见 [18-19],这可能是随着种植年限增加,白鲜灰斑病逐年加重的主要诱
因,但直接证据有待于后续进一步研究证明。
表 3 菌丝与孢子的致死温度
Table 3 Lethal temperature of mycelia and conidia
菌丝 Mycelia
孢子 Conidia
40
+
+
45
+
+
50
+
+
51
+
+
52
+
+
53
+
-
54
-
-
55
-
-
温度 Temperature/℃
注:+.菌比生长,孢子萌发;-.菌丝停止生长,孢子不萌发。
Note:+.Mycelia growth, conidia germination;-.Mycelia non-growth, conidia
non-germination.
415
第 46卷沈 阳 农 业 大 学 学 报- -
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[责任编辑 马迎杰]
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