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球花石楠黑斑病菌生物学特性



全 文 :收稿日期:2014 - 10 - 30
基金项目:云南省优势特色重点学科生物学一级学科建设项目
(50097505) ,云南省高校林下生物资源保护及利用科技
创新团队(2014015) ,云南省教育厅科学研究基金项目
(2014Y330)
作者简介:韩长志(1981—) ,男,博士,讲师,河北石家庄人,从事经
济林木病害生物防治与真菌分子生物学的科研工作,E-
mail:hanchangzhi2010@ 163. com。
球花石楠黑斑病菌生物学特性
韩长志,李瑞强
(西南林业大学林学院,云南省森林灾害预警与控制重点实验室,云南 昆明 650224)
摘要:对球花石楠黑斑病菌 Alternaria sp.生物学特性进行了研究。结果显示,该病原菌生长最适条
件为 PDA,28 ℃,pH 8,碳源为麦芽糖,氮源为蛋白胨,明确该病菌可以较好地适应不同的光照条件
以及不同碳源、氮源等营养环境条件。
关键词:球花石楠;黑斑病;链格孢;生物学特性
中图分类号:S763. 15 文献标志码:A 文章编号:1671 - 0886(2015)02 - 0006 - 04
Biological characteristics of the pathogen of leaf black spot disease in Photinia glomerata /HAN
Changzhi,et al.(Key Laboratory of Forest Disaster Warning and Control of Yunnan Province;College
of Forestry,Southwest Forestry University,Kunming 650224,China)
Abstract:The biological characteristics of the pathogen of leaf black spot disease on Photinia glomerata
was studied. The results showed that the optimal conditions for the growth of the pathogen was PDA
media,28 ℃,pH 8,and carbon source as maltose,nitrogen source as peptone,which indicated the
pathogen could adapt to different light conditions as well as different carbon sources and nitrogen
nutrient conditions.
Key words:Photinia glomerata;leaf black spot disease;Alternaria sp.;biological characteristics
球花石楠 Photinia glomerata Rehd. et Wils. 作
为云南省重要的乡土树种,已经广泛用于城市绿化
和景观设计,但是近年来球花石楠黑斑病在昆明地
区发病呈逐渐严重趋势,成为影响城市绿化的重要
因素之一。作者通过前期对球花石楠黑斑病的病害
调查以及病原菌分离、鉴定,明确该病害是由链格孢
属 Alternaria Nees真菌引起[1]。本研究从不同培养
基、温度、pH值、光照、通气条件以及不同碳源、氮源
等方面,对球花石楠黑斑病菌的生物学特性进行研
究,以期解释链格孢属真菌寄主范围较广、分布较广
的原因,也为进一步研究该病菌致病原因和防治提
供重要的理论依据。
1 材料和方法
1. 1 菌种 球花石楠黑斑病菌分离于西南林业大学
校园内的球花石楠叶片,将获得的纯培养菌株保存在
试管斜面于 4 ℃冰箱中。菌种保藏于西南林业大学
植物病理学教研室,菌种编号 QHSN-1。
1. 2 病原菌生物学特性研究
选择常规培养基 PDA 培养病菌。即,用打孔器
(直径 7 mm)将 PDA 培养基上培养 7 d(28 ℃恒温
培养箱、黑暗条件)的病原菌菌落打成菌丝块接种
PDA 培养基上(不同的培养基、碳源和氮源测试除
外) ,28 ℃恒温培养(不同温度测试除外) ,观察和
描述病菌的菌落特征,用十字交叉法测量菌落直径,
统计分析病原菌生长差异。
1. 2. 1 不同培养基对病原菌菌丝生长的影响 共
5 种培养基,每种处理 5 个重复,培养 5 d。
①马铃薯葡萄糖培养基(PDA):马铃薯200 g、葡
萄糖 20 g、琼脂粉 20 g、水 1000 mL;②马铃薯蔗糖培
养基(PSA) :马铃薯 200 g、蔗糖 20 g、琼脂粉 20 g、水
1000 mL;③燕麦培养基(OA) :燕麦片30 g、琼脂粉
20 g、水 1000 mL;④清水洋菜培养基(WA):琼脂粉
20 g、水 1000 mL;⑤玉米粉培养基(CMM) :玉米粉
40 g、蔗糖 10 g、琼脂粉 20 g、水 1000 mL。
·6· Forest Pest and Disease Mar. 2015 No. 2
1. 2. 2 不同温度对病原菌菌丝生长的影响 将病
原菌分别置于 5,11,22,28,37 ℃的恒温培养箱中培
养,每种处理重复 5 次,培养 5 d。
1. 2. 3 不同 pH 值对病原菌菌丝生长的影响 在
无菌条件下用 1 mol /L 的 NaOH溶液和 1 mol /L 的
盐酸溶液调节灭菌的 PDA 培养基 pH 值,设 pH 值
为 3,4,5,6,7,8,9,10,11 等 9 个梯度,每种处理重
复 5 次,培养 5 d。
1. 2. 4 不同光照条件对病原菌菌丝生长的影响
不同光照条件采用光照 4 d、黑暗 4 d和光照黑暗各
2 d(光暗交替)3 种处理,黑暗条件用有盖黑色纸筒
罩住。每种处理重复 5 次,培养 4 d。
1. 2. 5 不同通气条件对病原菌菌丝生长的影响
采用培养皿 Parafilm 胶带封口和不封口 2 种方法进
行。每种处理重复 5 次,培养 5 d。
1. 2. 6 不同碳源对病原菌菌丝生长的影响 以查
氏培养基为基础,以不加碳源为对照,用含有相当量
碳的葡萄糖、果糖、麦芽糖、蔗糖、可溶性淀粉等多种
碳源代替查氏培养基中蔗糖,做成不同碳源的固体
培养基,每种处理重复 5 次,培养 5 d。
1. 2. 7 不同氮源对病原菌菌丝生长的影响 以查
氏培养基为基础,以不加氮源为对照,用含有相当氮
的硝酸铵、磷酸二氢铵、牛肉膏、蛋白胨、甘氨酸等多
种氮源代替查氏培养基中的硝酸钠,做成不同氮源
的固体培养基,每种处理重复 5 次,培养 5 d。
1. 3 数据统计与分析 用 Excel 2007 对原始数据
进行分析、处理和作图。所有图形中的正负偏差均表
示标准误(SE),利用 Excel 中的程序 SE = STDEV
(range of values)/SQRT(number)进行计算。
2 结果与分析
2. 1 不同培养基对病原菌菌丝生长的影响 球花
石楠黑斑病菌除在 WA 培养基上生长不好外,在其
他培养基上都生长较好,尤以在 PSA、PDA 上生长
最快,且菌丝最为密集(图 1)。病原菌在不同培养
基上所形成的菌落颜色不同,PSA、PDA 培养基上
的菌落颜色为灰色至黑暗色,而 CMM、OA 培养基
上的菌落则灰色至红褐色(表 1)。
图 1 不同培养基对病原菌菌丝生长速率的影响
表 1 不同培养基上的病原菌菌落形态特征
菌落特征 PSA PDA CMM OA WA
菌落形态 菌落圆形 菌落圆形 菌落圆形,中央隆起,
菌落边缘平展
菌落圆形 菌落圆形,菌丝极为
稀疏
菌落颜色 菌丝初为白色后逐渐
变为灰色至黑褐色
菌丝初为白色,后逐
渐变为灰色至黑褐色
菌丝灰色夹杂红褐色 菌丝由浅变为红褐
色,平铺生长
菌丝白色
菌丝密集程度* + + + + + + + + + + + + + + + + +
* 注:“ +”一般;“ + +”密;“ + + +”较密;“ + + + +”紧密。
2. 2 不同温度对病原菌菌丝生长的影响 从图 2
可以看到,在设置的 11,22,28 ℃条件下,菌丝均能
正常生长,尤以28 ℃时菌丝生长最快;而在5,
图 2 不同温度对病原菌菌丝生长速率的影响
37 ℃条件下,病原菌菌丝不能正常生长,将其转移
至 28 ℃条件下继续培养后,菌丝又能恢复生长,说
明 5 ℃的低温和37 ℃高温并未将该病原菌杀死,只
是抑制了生长。因此,球花石楠黑斑病病菌生长的
最适温度为 28 ℃。后续研究选择该温度对病菌进
行恒温培养。
2. 3 不同 pH值对病原菌菌丝生长的影响 在 pH
4 ~ 11 时病原菌都能生长,尤以 pH 6 ~ 9时病原菌生
长较快,其中,pH 8 时菌丝生长速率最快,其次为 6,
7;病原菌在极酸条件(pH为 3,4,5)下不能生长,或
受到抑制(图 3)。可见,病原菌菌丝适宜在中性至
偏碱性环境生长,极酸环境不利生长。
·7·中国森林病虫 2015 年 3 月 第 34 卷 第 2 期
图 3 不同 pH对病原菌菌丝生长速率的影响
2. 4 不同光照条件对病原菌菌丝生长的影响 4 d
全部光照、4 d 全部黑暗以及 2 d 光照 /2 d 黑暗(光
暗交替)3 种光照条件下菌落生长速率仅有较小的
差异(图 4),培养性状略有差异,在 4 d 全部光照条
件下病原菌菌丝最密集,菌落颜色最深。
图 4 不同光照条件对病原菌菌丝生长速率的影响
2. 5 不同通气条件对病原菌菌丝生长的影响 利
用 parafilm 封口膜封口的条件下,菌丝生长情况好
于不封口的(10. 8 mm /d > 10. 5 mm /d),生长速度
更快,同时,用 parafilm 封口可以较好地防止病原菌
受到污染,有利于后续试验的开展。
2. 6 不同碳源对病原菌菌丝生长的影响 病原菌
在所供试的 8 种含有不同碳源的培养基上都能快速
生长,生长速率差异较小;在不加碳源为对照的培养
基上,菌落形态较为稀疏,且颜色很浅(图 5)。
图 5 不同碳源对病原菌生长速率的影响
上述结果表明,病原菌的正常生长与碳源关系
非常密切,其可利用的碳源种类较为丰富,尤以麦芽
糖最佳。
2. 7 不同氮源对病原菌生长的影响 病原菌在以
蛋白胨、甘氨酸和硝酸钠作为氮源的条件下生长速
率较快,且菌丝形态较为密集、菌落较厚,而在不加
氮源为对照的培养基上,菌落形态极为稀疏,且颜色
极浅;另外,以磷酸二氢铵、硫酸铵作为氮源时,病原
菌生长受到抑制(图 6)。
图 6 不同氮源对病原菌菌丝生长速率的影响
3 结论与讨论
球花石楠的树冠圆整、叶片光绿,以及在不同季
节所具有的观赏价值使其广泛应用于城市园林绿化
中。目前,对于球花石楠的研究涉及组织离体培
养[2]、种子育苗[3]以及胁迫条件下体内生理特性[4]
等方面,对其病害的报道有黑斑病[1]、锈病[5]等。
本研究以球花石楠黑斑病菌为研究对象,通过
不同培养基、温度、pH、光照、通气状况、碳源、氮源
等条件对菌丝生长的影响研究表明,该病原菌生长
最适条件为 PDA,28 ℃,封闭,pH 8,碳源为麦芽糖,
氮源为蛋白胨,其酸碱度的适应范围较广。同时,为
了更好地研究光照条件对病菌菌丝生长的影响,本
研究对光照条件的设置并未使用常规的 8 h 光照 /
16 h黑暗、12 h 光照 /12 h 黑暗以及 16 h 光照 /8 h
黑暗,而是将光照、黑暗条件进行极端化处理,设置
4 d全部光照、4 d 全部黑暗以及 2 d 光照 /2 d 黑暗
(光暗交替)3 种处理,明确该病菌可以较好地利用
不同的光照条件。上述结果对于解释该菌侵染寄主
范围较广、分布较广的原因,也为进一步开展对病原
菌的侵染循环、发生规律以及防治方法等方面的研
究奠定重要的理论基础。
此外,本研究明确球花石楠黑斑病菌的正常生长
与氮源关系非常密切,其可利用的氮源种类较为丰
富,尤以蛋白胨最佳。该病原菌不能利用某些氮源,
推测其体内可能缺少相关酶类,这为进一步采用这些
氮源作为营养剂来防治病原菌提供了理论依据。
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(责任编辑 王瑞红
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(责任编辑 杨静莉)
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