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The occurrence and pathogen identification of bacterial leaf spot of processing pepper in Xinjiang

新疆加工型辣椒细菌性斑点病的发生和病原鉴定



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  45(3): 239 ̄247(2015)
收稿日期: 2014 ̄03 ̄29ꎻ 修回日期: 2015 ̄01 ̄11
基金项目: 新疆维吾尔自治区科技成果转化专项资金项目(201154106)ꎻ新疆农业大学产学研联合培养研究生项目(xjaucxy ̄yjs ̄20131025)
通讯作者: 罗明ꎬ教授ꎬ主要从事植物病害病原及检测研究ꎻE ̄mail:luomingxjau@sina.com
张春竹ꎬ研究员ꎬ主要从事农作物病虫害防治研究ꎻE ̄mail:zcznks@163.com
第一作者: 管晶晶ꎬ在读硕士研究生ꎬ主要从事植物细菌病害研究ꎻE ̄mail:923315211@qq.comꎮ
doi:10.13926 / j.cnki.apps.2015.03.003
新疆加工型辣椒细菌性斑点病的发生和病原鉴定
管晶晶1ꎬ2ꎬ 李克梅1ꎬ2ꎬ 罗 明1ꎬ2∗ꎬ 张春竹3∗ꎬ 何 媛1ꎬ 盛 强1ꎬ2ꎬ 楚金平3ꎬ 张祥林4
( 1新疆农业大学农学院ꎬ乌鲁木齐 830052ꎻ 2新疆自治区高校农林有害生物监测与安全防控重点实验室ꎬ乌鲁木齐 830052ꎻ
3新疆巴州农业科学研究所ꎬ库尔勒 841000ꎻ 4新疆出入境检验检疫局ꎬ乌鲁木齐 830063)
摘要:新疆加工型辣椒主要产区巴音郭楞蒙古自治州发生了一种严重危害辣椒的细菌性病害ꎮ 从发病辣椒叶片中分离细菌ꎬ
通过烟草过敏性反应、马铃薯软腐试验和接种辣椒等致病性测定ꎬ确定了 13个致病菌株ꎬ各菌株之间致病力无明显差异ꎮ 通
过菌体形态、培养性状观察、生理生化反应、寄主范围测定ꎬ结合 16S rDNA和 rpoD基因扩增、序列测定和系统发育分析ꎬ将病
原菌鉴定为丁香假单胞菌丁香致病变种(Pseudomonas syringae pv. syringae)ꎮ 病原菌人工接种还能侵染番茄、茄子、马铃薯及
黄瓜、四季豆、白菜、萝卜、芹菜等植物ꎮ P. syringae pv. syringae引起加工型辣椒细菌性斑点病在国内属首次报道ꎮ
关键词:辣椒叶斑病ꎻ Pseudomonas syringae pv. syringaeꎻ 生理生化特性ꎻ 分子鉴定
The occurrence and pathogen identification of bacterial leaf spot of processing pep ̄
per in Xinjiang   GUAN Jing ̄jing1ꎬ2ꎬ LI Ke ̄mei1ꎬ2ꎬ LUO Ming1ꎬ2ꎬ ZHANG Chun ̄zhu3ꎬ HE Yuan1ꎬ
SHENG Qiang1ꎬ2ꎬ CHU Jin ̄ping3ꎬ ZHANG Xiang ̄lin4   ( 1Xinjiang Agricultural University Agronomyꎬ Urumqi
830052ꎬ Chinaꎻ 2Key Laboratory of Prevention and Control for Pest Monitoring and Security of Autonomous Universities in Xin ̄
jiangꎬ Urumqi 830052ꎬ Chinaꎻ 3 Institute of Agricultural Sciences of Bayinguoleng Mongol Autonomous Prefecture in Xinjiangꎬ
Korla 841000ꎬ Chinaꎻ 4Xinjiang Provincial Entry ̄exit Inspection and Quarantine Bureauꎬ Urumqi 830052ꎬ China)
Abstract: A serious bacterial leaf spot disease was commonly found on cultivated processing pepper in Bayin ̄
guoleng Mongol Autonomous Prefecture of Xinjiang. In order to identify the causal agent of the diseaseꎬ bacteri ̄
al strains were isolated from the diseased leavesꎬ and the pathogenicity of the isolates was then confirmed by
inoculation of the isolates on pepper seedlingꎬ potato soft rot test and the hypersensitive reaction on tobacco.
Thirteen pathogenic isolates were obtained. Based on morphologicalꎬ physiological and biochemical
characteristicsꎬ pathogenicity testꎬ 16S rDNA and rpoD gene phylogenetic analysisꎬ the causal pathogen was
identified as Pseudomonas syringae pv. syringae. By artificial inoculationꎬ the isolates could also affect many
other plantsꎬ such as tomatoꎬ eggplantꎬ potatoꎬ cucumberꎬ green beanꎬ cabbageꎬ carrotꎬ celeriesꎬ etc.. This is
the first report of P. syringae pv. syringae causing leaf spot disease on processing pepper in China.
Key words: pepper bacterial leaf spotꎻ Pseudomonas syringae pv. syringaeꎻ physiological and biochemical
characteristicsꎻ molecular identification
中图分类号: S436.418          文献标识码: A          文章编号: 0239 ̄0247(2015)03 ̄0239 ̄09
    近年来以生产制干椒、酱制和提取辣椒碱、辣
椒红素等加工专用品种的辣椒产业在新疆异军突
起ꎬ发展迅速ꎬ成为特色经济的新兴产业ꎬ在促进农
业产业结构调整和农民增收中的作用日益显著ꎮ
 
植物病理学报 45卷
新疆加工型辣椒主要产区分布在南疆巴州及北疆
昌吉州、伊犁州和塔城地区ꎬ种植面积现已达
103.54万亩ꎬ总产量突破 139.0 万吨ꎮ 随着加工型
辣椒种植规模的扩大ꎬ病害发生逐年加重ꎬ尤其是
细菌病害成为生产中的重要问题ꎮ 已报道的辣椒
重要细菌病害有细菌性疮痂病[1]、细菌性斑点
病[2]、溃疡病[3]、青枯病[3]、软腐病等ꎬ均引起辣椒
严重的产量损失和品质下降ꎮ
    迄今ꎬ新疆加工型辣椒细菌性病害发生危害的
状况、病原种类的调查鉴定及防治技术等研究都鲜
见报道ꎮ 2011 ~ 2012 年ꎬ在巴音郭楞蒙古自治州
(简称巴州)种植的铁皮椒、板椒叶片上发现一种
细菌性病害ꎬ其症状特征与细菌性斑点病相似ꎮ 该
病害在辣椒苗期到成株叶片均可发生ꎬ初期叶片上
产生黄绿色、水渍状小斑点ꎬ后逐渐发展为褐色至
锈红色病斑并可扩展至茎杆和椒果ꎬ严重时引起叶
片大量脱落、落花、落果ꎬ对生产造成很大损失ꎬ且
有蔓延和加重的趋势ꎮ 为了明确病原ꎬ我们对该病
害进行了病原分离、致病性测定、生理生化反应和
分子生物学鉴定ꎬ以期为病害的诊断、防治和抗病
育种提供科学依据ꎮ
1  材料和方法
1. 1  病害标本的采集及病原菌分离
    2011 ~ 2012 年ꎬ在巴州和静县、和硕县等加工
辣椒主要生产基地采集辣椒新鲜病样ꎬ并通过显微
镜检查细菌溢ꎮ 有细菌溢产生的病样ꎬ将病健交界
组织剪成 5 mm × 5 mm 的小块置于小烧杯中ꎬ经
表面灭菌后在 NA培养基上用稀释分离法分离ꎬ平
板划线、单菌落反复纯化后ꎬ获得菌株接种于斜面
培养基ꎬ4℃低温保存备用ꎮ
1. 2  致病性测定
1.2.1  接种液制备  将分离获得的细菌菌株在营
养琼脂培养基(NA)上活化培养 48 hꎬ用无菌水配
制成浓度为 1×108  CFU􀅰mL ̄1细菌悬液ꎮ
1.2.2  烟草过敏性反应  将普通烟草种子播种于
营养钵灭菌土壤中育苗ꎬ待幼苗生长至 6 ~ 7 片叶
龄时用于过敏性反应测定ꎮ 采用注射法将细菌接
种液注射到烟草叶片下表皮叶肉细胞间ꎬ以无菌水
接种作为阴性对照ꎬ25℃ ~28℃下 24 h后观察过敏
性反应ꎮ 在 24~48 h 叶片上产生过敏性枯死斑的
为阳性反应ꎮ
1.2.3  马铃薯软腐试验  取新鲜健康的马铃薯块
茎ꎬ用肥皂水洗净ꎬ置于 1%的次氯酸钠溶液中ꎬ取
出后用灭菌水冲洗干净ꎬ切约 8 mm 厚的片ꎬ酒精
灯火焰消毒后置于灭菌培养皿内ꎮ 在马铃薯片中
央用灭菌解剖刀刻一条长约 10 mmꎬ宽和深各约 3
mm的槽ꎬ立即将新鲜培养物接种在槽内ꎬ使槽内
充满菌液ꎬ观察马铃薯薯块腐败情况ꎮ 同时在薯块
上用灭菌水接种作为对照ꎮ
1.2.4  辣椒致病性测定   采用针刺法、剪叶法和
喷雾接种法将细菌悬液接种于 4~ 5 片真叶的盆栽
健康辣椒(韩国甜椒王铁皮椒)苗叶片上ꎬ每个菌
株接种 30个叶片ꎬ以无菌水接种作阴性对照ꎮ 接
种后套保鲜袋保湿ꎬ置于人工气候箱内ꎬ在 25℃ ~
28℃ꎬ12 h光照下培养 2 ~ 7 d 后观察、记载植株发
病情况ꎮ 发病后再取病斑重新分离菌株ꎮ
1.2.5  对不同寄主植物的致病性测定  供试寄主
植物包括茄科(番茄、茄子、马铃薯)、葫芦科(黄瓜、
西瓜、甜瓜、冬瓜、葫芦瓜)、豆科(四季豆、豇豆、豌
豆)、十字花科(小白菜、萝卜、大白菜)、伞形花科
(芹菜)等ꎮ 接种方法同 1.2.4ꎬ接种 5 d 后开始观察
症状ꎬ统计接种叶片数和发病叶片数ꎬ计算发病率ꎮ
发病率=发病叶片数
接种叶片数
×100%
1.3  形态特征、革兰氏反应、培养性状观察
    将细菌接种于营养琼脂培养基(NA)上ꎬ28℃
培养 2 dꎬ观察菌落形状、大小、颜色、表面、边缘隆
起、透明度等特征ꎻ将细菌接种于金氏 B 培养基
(KBA)上ꎬ28℃培养 2 dꎬ在波长 254 nm的紫外灯
下检查荧光色素的产生ꎻ对细菌进行革兰氏染色和
芽孢染色ꎬ观察革兰氏染色结果、菌体形状ꎬ有无芽
孢等ꎻ磷钨酸负染、透射电镜观察细菌鞭毛着生位
置、数目及测量菌体大小等ꎮ
1.4  生理生化特性测定
    生理生化特征测定项目主要包括:荧光色素的
产生ꎬ甲基红测定ꎬ产 H2Sꎬ氧化酶反应ꎬ接触酶反
应ꎬ淀粉水解试验ꎬ明胶液化ꎬ吲哚试验ꎬ石蕊牛乳
反应ꎬTTC培养基生长ꎬ硝酸盐还原ꎬVP 试验ꎬ耐
盐性ꎬ氨的产生ꎬ果聚糖产生ꎬ多聚物颗粒测定ꎬ冰
核活性测定ꎬ精氨酸双水解酶产生ꎬ41℃下生长ꎬ碳
源利用等指标ꎮ 以丁香假单胞菌丁香致病变种
042
 
  3期 管晶晶ꎬ等:新疆加工型辣椒细菌性斑点病的发生和病原鉴定
(Pseudomonas syringae pv. syringae ) 标准菌株
ATCC19310作为对照菌株(由新疆出入境检验检
疫局技术中心提供)ꎮ
1.5  病原菌 16S rDNA 的扩增和序列测定
1.5.1  供试菌株基因组 DNA 的提取   将活化的
菌株接种于 NA液体培养基中ꎬ28℃、150 r􀅰min-1
培养至对数生长期ꎬ取 1.5 mL 菌液于 Eppendorf
管中ꎬ13 000 rpm 离心 4 minꎬ倾去上清ꎬ用 1×TE
缓冲液洗涤菌体 2次ꎬ加入 500 μL GUTC缓冲液ꎬ
之后参照 Gao等方法[4]提取总 DNAꎮ
1.5. 2   16S rDNA PCR 扩增   以提取菌株的总
DNA为模板ꎬ采用细菌 16S rDNA 通用引物 P1 和
P6 进行 PCR 扩增[5]ꎮ 引物 P1: 5′ ̄CGGGATC ̄
CAGAGTTTGATCCTGGCTCAGAACGAACGCT ̄
3′ꎻP6:5′ ̄CGGGATCCTACGGCTACCTTGTTACG ̄
ACTTCACCCC ̄3′ꎬ由上海生工生物技术公司合
成ꎮ PCR 反应体系(50. 0 μL)为:DNA 模板 2. 5
μLꎬ引物 (10 μmol􀅰L ̄1 )各 1. 0 μLꎬ dNTP ( 2. 5
mmol􀅰L ̄1)8.0 μLꎬ10×buffer 5.0 μLꎬMgCl2(2.5
mmol􀅰L ̄1)3.0 μLꎬTaq DNA聚合酶(5 U􀅰μL ̄1)
0.5 μLꎬddH2O 29.0 μLꎮ 扩增条件:95℃预变性 5
minꎻ94℃变性 1 minꎬ56℃退火 1 minꎬ72℃延伸 2
minꎬ共 32 个循环ꎻ72℃延伸 6 minꎮ 扩增产物用
1%琼脂糖凝胶电泳检测ꎮ
1.5.3  RNA 聚合酶s亚基基因 rpoD 扩增   以提
取菌株的总 DNA 为模板ꎬ对 rpoD 基因进行 PCR
扩增ꎮ 扩增引物[6] 70F: 5′ ̄ACGACTGACCCGG ̄
TACGCATGTAYATGMGNGARATGGGNACNGT ̄
3′ꎻ 70R: 5′ ̄ATAGAAATAACCAGACGTAAGTT ̄
NGCYTCNACCATYTCYTTYTT ̄3′ꎻ 测 序 引 物
70Fs: 5′ ̄ACGACTGACCCGGTACGCATGTA ̄3′ꎻ
70Rs: 5′ ̄ATAGAAATAACCAGACGTAAGTT ̄3′ꎬ
由上海生工生物技术公司合成ꎮ PCR 反应体系
(50.0 μL)为:DNA模板 2.5 μLꎬ引物(10 μmol􀅰
L ̄1)各 1.0 μLꎬdNTP(2.5 mmol􀅰L ̄1)4.0 μLꎬ10×
buffer 5.0 μLꎬMgCl2(2.5 mmol􀅰L ̄1)3.0 μLꎬTaq
DNA聚合酶(5 U􀅰μL ̄1)0.5 μLꎬddH2O 33.0 μLꎮ
扩增条件:95℃预变性 5 minꎻ94℃变性 45 sꎬ56℃
退火 45 sꎬ72℃延伸 1 minꎬ35个循环ꎻ72℃延伸 10
minꎮ 扩增产物用 1%琼脂糖凝胶电泳检测ꎮ
1.5.4  PCR扩增产物的序列测定和分析  将 16S
rDNA 和 rpoD 基因的 PCR 扩增产物中的特异性
条带切胶ꎬ用普通琼脂糖凝胶 DNA 回收试剂盒
(TIANgel Midi purification kit)回收、纯化后ꎬ寄送
上海生工生物工程技术服务有限公司完成测序ꎮ
将序列测定结果通过 BLAST 比对ꎬ从 GenBank 数
据库中搜索相似序列ꎬ用 MEGA4. 0 软件分析ꎬ
Neighbor ̄Joining法构建系统发育树ꎮ
2  结果与分析
2.1  辣椒细菌性斑点病的症状
    根据田间调查ꎬ辣椒细菌性斑点病在巴州加工
型辣椒主要产区和静、和硕县均有发生ꎮ 该病害从
温室营养盘育苗期至移栽大田后的整个生育期均
可发病ꎬ危害辣椒的叶片、叶柄、茎和果实ꎬ以叶片
发生最普遍ꎮ 叶片常见症状有两种:一种是先从叶
缘附近出现黄绿色近圆形油浸状、黄绿色的小斑
点ꎬ扩大后变为大小不等的褐色至锈红色病斑ꎬ病
健交界明显ꎬ边缘不隆起ꎬ干燥时多呈褐色ꎬ周围有
黄色晕圈ꎮ 另一种多从叶缘开始出现水浸状黄化ꎬ
最后扩展至整个叶片ꎬ有的叶片叶脉间出现白纸状
病斑ꎬ常引起大量落叶ꎮ 叶柄和茎部症状和叶部相
似ꎬ产生黑色斑点ꎬ但病斑周围无黄色晕圈ꎮ 病斑
易连成片ꎬ严重时可使一段茎部变黑ꎬ但植株一般
不会死亡ꎮ 果肉上病斑附近略凹陷ꎬ病斑周围黑
色ꎬ中间色浅并有轻微凹陷ꎮ 据 2011 年在和静县
调查ꎬ苗期发病率 15%左右ꎬ椒果期田间发病率为
11%~53%ꎬ个别重病田发病率高达 92%ꎬ病情指
数为 10.0~62.1ꎬ至少造成 20%~30%减产损失ꎮ
2.2  病原菌的分离和致病性测定
    从各地采集的病样中分离获得 25 个细菌菌
株ꎬ分离纯化后用于致病性测定ꎮ 经烟草过敏性测
定出现过敏性枯斑反应的菌株ꎬ再用剪叶法、针刺
法和喷雾法接种辣椒作进一步致病性测定ꎬ有 13
个菌株(LX ̄2 ̄1、LX ̄2 ̄2、LX ̄3 ̄1、LX ̄3 ̄2、LX ̄3 ̄3、
LX ̄3 ̄4、LX ̄3 ̄7、LX ̄3 ̄8、LX ̄4 ̄2、LX ̄5 ̄2、LX ̄8 ̄1、
LX ̄8 ̄2、LX ̄8 ̄3)可使辣椒发病ꎮ 针刺接种后第4 d
开始在叶片上产生不规则的水渍状透明小斑ꎬ逐渐
扩展为深褐色至黑色形状不规则的斑点ꎬ周围有黄
色晕圈ꎬ发病后期病斑相连成大的枯死斑ꎮ 在叶柄
和茎杆上也产生黑褐色病斑ꎬ但周围无黄色晕圈ꎬ
与田间症状相似ꎮ 剪叶法接种后第 2 d 伤口边缘
142
 
植物病理学报 45卷
呈水渍状ꎬ变褐色后沿着叶脉和叶边缘往里延伸ꎮ
喷雾法接种后第 6 d叶片上开始出现褪绿、黄褐色
病斑ꎮ 对接种后发病叶片再次分离ꎬ所得菌与初次
分离所得菌落形态等均相同ꎮ 因此ꎬ将这 13 个菌
株确定为辣椒细菌性斑点病病原ꎬ各菌株致病性差
异不大ꎮ
2.3  对不同寄主植物的致病性测定
    对不同寄主植物致病性测定结果见表 1ꎮ 可
以看出:LX ̄4 ̄2 菌株在人工接种条件下具有很广
的寄主范围ꎬ可侵染茄科(番茄、茄子、马铃薯)、葫
芦科(黄瓜、西瓜、甜瓜、冬瓜、葫芦瓜)、豆科(四季
豆、豇豆、豌豆、大豆)、十字花科(小白菜、萝卜、大
白菜)、伞形花科(芹菜)等多种植物ꎮ
2.4  病原菌形态和培养性状
    在 NA培养基上菌落乳白色(图 1)ꎬ圆形或近
圆形ꎬ平坦ꎬ表面光滑ꎬ半透明ꎬ有光泽ꎬ边缘整齐ꎬ
Table 1  Pathogenicity of LX ̄4 ̄2 strain on different host plants
Host plant Variety Disease incidence / %
Tomato Baiguoqiangfeng 92.86±4.13
Eggplant Purple angel 94.19±2.91
Potato Favorita 82.64±2.05
Cucumber New changchun mici 82.78±1.47
Water melon Super new optimal second generation 95.06±2.48
Melon Hybrid jiashi melon 85.86±2.53
Melon Large fenpi melon 100.00±0.00
Gourds Silver green gourds 80.04±2.34
Green bean Invincible beans 66.87±2.58
Cowpea No frame cowpea 100.00±0.00
Pea 604 vegetable pea 18.76±0.29
Soy Zhonghuang305 45.05±1.01
Cabbage Shanghai green 94.83±0.09
Radish Xiaowu cherry radish 86.67±1.67
Cabbage West white IV 57.00±1.78
Celery Wentula celery 48.89±2.22
 
Fig. 1  Morphological characteristics of the representative isolates
A.Colony morphology on NA culture mediumꎻ B: Gram staining reactionꎻ
C: Cell shape and flagella under electron microscopy (Magnification bar= 500 nm) .
242
 
  3期 管晶晶ꎬ等:新疆加工型辣椒细菌性斑点病的发生和病原鉴定
质地较软ꎬ生长较快ꎮ 在 KBA培养基上菌落有荧光
产生ꎮ 对菌株进行革兰氏染色、菌体形态和培养性状
观察ꎬ菌体革兰氏染色阴性ꎬ直或稍弯曲的短杆状ꎬ无
荚膜ꎬ不产芽孢ꎮ 电镜下测量菌体大小为 0. 50 ~
1.15 μm×1.51~3.80 μmꎬ观察到有 1~4根极生鞭毛ꎮ
2.5  生理生化性状测定
    对供试菌株 LX ̄2 ̄2、LX ̄3 ̄7、LX ̄3 ̄8、LX ̄4 ̄2、
LX ̄8 ̄3进行生理生化性状测定ꎬ各菌株的生理生
化反应基本一致ꎬ测定结果如表 2所示ꎮ 菌株的氧
化酶反应阴性ꎬ多聚物颗粒阴性ꎬ甲基红反应为阴
性ꎬ不水解淀粉ꎬ不产生 H2Sꎬ不产生吲哚ꎬ精氨酸
双水解酶阴性ꎮ 接触酶反应阳性ꎬ36℃可生长ꎬ
41℃不可生长ꎬ3% KOH 试验阳性ꎬ明胶液化ꎬ石
蕊牛乳反应阳性ꎬTTC 培养基上生长ꎬVP 试验阳
性ꎬ氨的产生阳性ꎬKBA 培养基上产生荧光色素ꎬ
可利用碳源葡萄糖、果糖ꎬD ̄木糖、L ̄丝氨酸作碳
源ꎬ不可利用碳源为蔗糖、甘氨酸、麦芽糖、乳糖等
特性符合«常见细菌鉴定手册»中的假单胞菌属
(Pseudomonas)丁香假单胞菌 (P. syringae)的描
述ꎮ 其中具有冰核活性ꎬ水解明胶ꎬ可产生果聚糖ꎬ
可利用山梨醇、甘露醇、肌醇、赤藓糖和 L ̄乳酸盐
作为碳源与丁香假单胞菌丁香致病变种(P. syrin ̄
gae pv. syringae )的特征相吻合ꎬ与 P. syringae pv.
syringae标准菌株 ATCC19310的反应结果一致ꎮ
2.6  病原菌 16S rDNA 的扩增和序列测定结果
    对供试菌株 LX ̄2 ̄2、LX ̄3 ̄7、LX ̄3 ̄8、LX ̄4 ̄2、
LX ̄8 ̄3的基因组总 DNA作为模板进行 16S rDNA
PCR扩增ꎬ均获得 1 500 bp 左右的特异性条带ꎬ与
预期目标片段大小相符ꎮ 将扩增产物进行回收、纯
化和测序ꎬ分别获得 1 450、1 451、1 449、1 451 和
1 448 bp 的核苷酸片段ꎬ提交到 GenBank 中ꎬ获得
序列号分别为 KC816626、KC816627、KC816628、
KC816629和 KC816630ꎮ 通过 BLAST 序列同源
性比对检索(表 3)ꎬ选定其中同源性较高的相关菌
Table 2  Physiological and biochemical characteristics of the representative isolates in the study
Characteristic
Strain
ATCC19310 LX2 ̄2 LX4 ̄2
Characteristic
Strain
ATCC19310 LX2 ̄2 LX4 ̄2
Oxidase — — — Generation of fructan + + +
Catalase + + + Ice nucleation activity + + +
Produce fluorescent pigmentum + + + Under 36℃ growth + + +
Litmus milk experiment + + + Under 41℃ growth — — —
Determination of methyl red — — — Fructose + + +
Liquefaction of gelatin + + + L ̄serine + + +
Starch hydrolysis — — — Glycine — — —
H2S generation — — — Mannitol + + +
Indole production — — — Inositol + + +
TTC medium + + + Maltose — — —
Reduction of nitrate — — — Lactose — — —
VP test + + + Sucrose — — —
Salt tolerance of bacteria 5% 5% 5% Glucose + + +
Ammonia produced + + + D ̄xylose + + +
Polymer particles — — — Erythritol + + +
Experiment of 3%KOH + + + L ̄lactate + + +
Arginine double hydrolase — — — Sorbitol + + +
342
 
植物病理学报 45卷
  Table 3  Homology analysis of 16S rDNA gene sequences of the isolates in the study
Isolate Accession No. Homology / %
Pseudomonas syringae pv. syringae(KFB 82) JQ071935 99.7 ̄99.9
P. syringae pv. syringae (NCPPB 3869) AM399036 99.1 ̄99.4
P. syringae (XJKEL ̄1) JX474752 98.9 ̄99.3
P. syringae pv. tomato(HX ̄716) JQ945224 98.7 ̄99.0
P. syringae pv. lachrymans(njl18) KC860047 98.3 ̄98.6
P. sp. (YC1) HQ718413 96.6 ̄96.9
P. fluorescens (FPH00505) AB478383 96.3 ̄96.6
P. sp.(HOT9) AY738645 94.4 ̄94.8
 
Fig. 2  Phylogenetic tree of Pseudomonas syringae isolates based on 16S rDNA sequences
株构建系统发育树ꎮ 结果表明ꎬ新疆加工型辣椒细
菌性斑点病病原分离物与 P. syringae 菌株 16S
rDNA序列同源性达 98%以上ꎬ与 P. syringae pv.
syringae的同源性达 99.1%以上ꎬ其中与 P. syrin ̄
gae pv. syringae塞尔维亚分离物 JQ071935同源性
最高ꎬ达到了 99.7%~99.9%ꎮ 系统发育树显示(图
2 )ꎬ 供 试 菌 株 与 P. syringae pv. syringae
(JQ071935)形成了一个小分支ꎬ其亲缘关系最近ꎬ
而丁香假单胞菌番茄致病变种 P. syringae pv. to ̄
mato (HX ̄716) 则处于另一个分支上ꎬ与 Xan ̄
thomonas遗传距离较远ꎮ
    对供试菌株 LX ̄2 ̄2、LX ̄3 ̄7、LX ̄3 ̄8、LX ̄4 ̄2、
LX ̄8 ̄3进行 rpoD基因扩增ꎬ均获得 800 bp左右的
特异性目标条带ꎮ 分别测序获得 808、804、809、
776和 776 bp 的核苷酸片段ꎬ将序列提交到 Gen ̄
Bank中ꎬ获得序列号分别为 KJ772516、KJ772517、
KJ772518、KJ772519 和 KJ772520ꎮ 通过 BLAST
对序列同源性比对分析ꎬ结果表明ꎬ供试菌株与
GenBank 中公布的 P. syringae pv. syringae 菌株
rpoD基因序列同源性达 98.8%以上(表 4)ꎮ 系统
发育分析显示(图 3)ꎬ供试菌株与 P. syringae pv.
syringae聚在同一个类群里ꎬ且与 P. syringae pv.
syringae JX867788的同源性最高ꎬ聚成一个分支ꎮ
442
 
  3期 管晶晶ꎬ等:新疆加工型辣椒细菌性斑点病的发生和病原鉴定
Fig. 3  Phylogenetic tree of Pseudomonas syringae pv. syringae isolates
based on the rpoD gene sequences
Table 4  Homology analysis of rpoD gene sequences of the isolates in the study
Isolate Accession No. Homology / %
Pseudomonas syringae pv. syringae (UMAF6024) JX867788 99.4 ̄99.8
P. syringae pv. syringae (CECT4429) JX867790 99.3 ̄99.7
P. syringae pv. syringae (CECT127) JX867789 99.3 ̄99.7
P. syringae pv. syringae (20 ̄3) KC852112 99.3 ̄99.6
P. syringae pv. syringae (1444 ̄5) JX867837 99.3 ̄99.6
P. syringae pv. syringae (UPN331) KC852122 98.8 ̄99.1
P. syringae pv. syringae (UPN340) KC852123 98.8 ̄99.1
 
3  结论与讨论
    Long 等[7]和 Gao 等先后报道了引起贵州和
内蒙辣椒细菌性斑点病的病原为丁香假单胞菌甜
菜致病变种(P. syringae pv. aptata)ꎮ 欧洲、北美
洲、澳大利亚、非洲、亚洲[8ꎬ9]以及我国部分省份和
地区[10~12]都有丁香假单胞菌番茄致病变种(P. sy ̄
ringae pv. tomato)引起的番茄细菌性斑点病严重
发生的报道ꎬ该病菌除侵染番茄外ꎬ人工接种也可
侵染辣椒、龙葵、等茄科植物ꎬ但鲜见从田间辣椒病
株中分离出该病原菌的研究报道ꎮ 本研究对新疆
巴州加工型辣椒产地的辣椒细菌性叶斑病病原菌
进行了分离和致病性测定ꎬ采用形态学、生理生化
特性与分子生物学手段相结合的方法ꎬ将病原鉴定
为丁香假单胞菌丁香致病变种(P. syringae pv. sy ̄
ringae)ꎬ研究结果与前人的报道有所不同ꎮ
    丁香假单胞菌在分类上较为复杂ꎬ多年来一直
存在不少争议ꎬ现将其分为 1 个亚种和 41 个致病
变种[13]ꎮ 丁香假单胞菌番茄致病变种、甜菜致病
变种和丁香致病变种的危害症状相似ꎬ但在几种碳
源类物质的利用、冰核活性、生长温度等特性上有
区别ꎮ 本研究中分离的辣椒叶斑病原菌体为 G-ꎬ
有 1~4根极生鞭毛ꎬ在 NA 培养基上菌落为乳白
色ꎬ在 KBA培养基上能产生荧光色素ꎮ 生理生化
测定菌株氧化酶反应阴性ꎬ接触酶反应阳性ꎬ精氨
酸双水解酶阴性等性状与丁香假单胞杆菌(P. sy ̄
ringae)性状一致ꎮ 其具有冰核活性ꎬ水解明胶ꎬ可
产生果聚糖ꎬ可利用山梨醇、甘露醇、肌醇、赤藓糖
542
 
植物病理学报 45卷
醇、L ̄乳酸盐作为碳源ꎬ36℃下生长ꎬ41℃不生长等
符合丁香致病变种的特性ꎮ 16S rDNA 序列分析
是目前主要的细菌系统发育分类方法ꎬ但该序列的
高度保守性使其无法解决近缘种的问题ꎮ 研究表
明ꎬ持家基因 rpoD 基因序列的碱基替换频率较
高ꎬ以该基因为靶标对假单胞菌属下近缘种的分类
和鉴定中显示出突出的优越性ꎮ 本研究在形态学、
生理生化特性鉴定的基础上ꎬ利用 16S rDNA结合
rpoD基因序列分析辅助验证了新疆加工型辣椒细
菌性斑点的病原为 P. syringae pv. syringaeꎬ提高
了鉴定结果的可靠性和准确性ꎮ
    丁香致病变种能引起许多重要的病害ꎮ 国内
目前报道的有小麦细菌性叶枯病、水稻细菌褐斑
病、丁香疫病和果树溃疡病等ꎬ在茄科植物上ꎬ仅有
危害番茄的报道[12]ꎮ 本研究分离的 P. syringae
pv. syringae除危害辣椒外ꎬ人工接种还能侵染茄
科的番茄、茄子、马铃薯以及葫芦科、豆科、十字花
科、伞形花科等多种植物ꎮ 该病原菌与国内外已报
道菌株是否存在遗传、致病力上的分化ꎬ以及形成
不同株系尚有待进一步深入研究ꎮ
    辣椒细菌性疮痂病在症状上与细菌性斑点病
极为相似ꎮ 对北京、内蒙古、云南[14]、粤西、湖南、
陕西[15]、新疆和山西[16]等地发生的辣椒叶部细菌
性病害的病原鉴定结果均为野油菜黄单胞菌辣椒
斑点病致病变种(Xanthomonas campestris pv. vesi ̄
catoria)ꎮ 该病害在国外也有不少报道[17ꎬ18]ꎬ是辣
椒产区普遍发生危害严重的细菌病害ꎮ 但本研究
中未从加工型辣椒病样中分离到辣椒疮痂病病原
菌ꎮ
    新疆是近 10 年来中国辣椒产业、尤其是加工
型辣椒发展最活跃的地区ꎬ辣椒产量居全国第一ꎮ
随着加工型辣椒生产规模迅速扩大ꎬ其生产模式也
发生了明显变化ꎬ由以往的露地栽培逐渐转变成设
施育苗移栽、地膜滴灌种植为主ꎬ由小片、零星种植
转化为大规模、基地化种植ꎬ对此生产环境下的辣
椒病害的研究还鲜见报道ꎮ 本研究首次报道了细
菌性斑点病在新疆加工型辣椒上发生危害ꎬ为病害
的识别诊断、防控病害的传播蔓延和抗病育种研究
提供了科学依据ꎮ
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责任编辑:李晖
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