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First report of black spot disease on fruit of Jun jujube caused by Fusarium verticillioides in Xinjiang

新疆首次报道轮枝镰孢菌引起骏枣果实黑点病



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  44(6): 709 ̄712(2014)
收稿日期: 2014 ̄03 ̄17ꎻ 修回日期: 2014 ̄08 ̄08
基金项目: 兵团青年科技创新资金专项(2012CB019)ꎻ 塔里木大学校长基金硕士资助项目(TDZKSSZD201201)
通讯作者: 陈小飞ꎬ讲师ꎬ主要从事植物保护专业教学与科研工作ꎻ Tel:18742644886ꎬE ̄mail:cxfzky@163.comꎮ
doi:10.13926 / j.cnki.apps.2014.06.020
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研究简报
新疆首次报道轮枝镰孢菌引起骏枣果实黑点病
陈小飞∗ꎬ 熊仁次ꎬ 王 兰ꎬ 李 飞ꎬ 黄妍妍ꎬ 但红侠
(塔里木大学植物科学学院ꎬ新疆阿拉尔 843300)
First report of black spot disease on fruit of Jun jujube caused by Fusarium verticil ̄
lioides in Xinjiang   CHEN Xiao ̄feiꎬ XIONG Ren ̄ciꎬ WANG Lanꎬ LI Feiꎬ HUANG Yan ̄yanꎬ
DAN Hong ̄xia  (College of Plant ScienceꎬTarim Universityꎬ Xinjiang Alaer 843300ꎬ China)
Abstract: Black spot disease was found on fruits of Jun jujube in Hetian areaꎬ Xinjiangꎬ in Juneꎬ2010. The
typical spots on fruits were round or suborbicularꎬ concave slightlyꎬdark brown and the diameter was about 4
mm. The colony grew fast with irregular edge on PSA mediumꎬ while relatively slow with smooth edge on PDA
medium. The colonies were white at the early stageꎬ slightly pink finally and flocculent on the both culture medi ̄
um. The conidia arranged chain shape and the spore chain was basipetal. The rDNA ITS sequenceꎬcyt b gene se ̄
quence and EF ̄1α gene sequence were amplified and analyzed. The result showed that the homology was above
99% between the isolate and Fusarium verticillioides strains based on the three DNA sequences. By morphology
combining with molecular biology techniquesꎬthe pathogen of Jun jujube black spot disease was identified as F.
verticillioides. It is the first report on jujube disease caused by F. verticillioides in the world.
Key words: Jun jujubeꎻ black spot diseaseꎻ rDNA ITS sequenceꎻ cyt b geneꎻ EF ̄1α gene
文章编号: 0412 ̄0914(2014)06 ̄0709 ̄04
    随着新疆生产建设兵团农业产业结构的调整ꎬ红
枣种植推广面积不断扩大ꎬ枣园也随之出现了新病
害ꎬ红枣黑点病就是其中之一ꎮ 大田调查发现ꎬ该病
目前仅感染骏枣ꎬ发病轻的果园病果率为 1%~5%ꎬ重
者病果率可达 30%以上ꎮ 自 2010年在南疆和田地区
发现该病以来ꎬ病害在枣园有进一步蔓延的趋势ꎮ
    为有效控制病害的发生与蔓延ꎬ需要明确骏枣
黑点病的病原ꎮ 有关红枣黑点病的病原有多种说
法ꎮ 2006年ꎬZong等[1]报道河北冬枣黑点病病原
为褐色盾壳霉 Coniothyrium fucsidulum Sacc、楸子
茎点霉 Phoma pomirum Thüm以及链格孢菌 Alter ̄
naria alterrnata(Fr.)Keisslerꎮ 同年ꎬJin 等[2]报道
河北、山东冬枣黑点病病原为实腐茎点霉 P. de ̄
structive Plowr 和链格孢 A.alternate(Fr.)Keisslerꎮ
在新疆南疆黑点病目前主要为害骏枣而非冬枣ꎬ加
之新疆与内地环境的差异ꎬ推测骏枣黑点病病原与
上述报道有所区别ꎮ 本文采用形态学结合分子生
物学技术对病害病原进行了鉴定ꎬ研究结果对病害
防治更具针对性ꎬ可有效提高防控效率ꎮ
1  材料与方法
1.1  病原菌的分离、纯化与保存
    2010年 7月从新疆和田地区枣园采集具有典
型症状的病果 20 个ꎬ采用常规组织分离病原菌ꎮ
取小块病组织ꎬ消毒后置于 PDA 培养基上ꎬ在
27℃下培养 10 d后ꎬ采用单孢分离法纯化分离物ꎮ
具体方法为: 将孢子悬浮液进行系列稀释ꎬ吸取
2.5 μL到载玻片上检查ꎬ当发现只有 1 个孢子时ꎬ
 
植物病理学报 44卷
吸取 100 μL悬浮液转移至培养皿中培养ꎬ然后挑
取单孢进行纯化ꎮ 将纯化后的分离物接种到 PDA
斜面培养基ꎬ于 25℃培养ꎬ待菌丝长满斜面后置于
4℃冰箱保存ꎮ
1.2  致病性测定
    在实验室进行离体果实接种试验ꎬ供试红枣品
种为骏枣ꎬ果实处于快速生长期ꎮ 分离物在 PDA
培养基上培养 10 d后ꎬ用无菌水洗脱菌落孢子ꎬ经
灭菌纱布过滤后将滤液离心ꎬ再用灭菌水重悬孢子
配制成 105 ~106个 / mL的孢子悬浮液ꎮ
    接种试验分 3组ꎮ 第 1组在接种前用昆虫针(昆
虫针扎刺果实前在酒精灯上烧灼消毒)刺伤果实ꎬ然
后吸取孢子悬浮液 2.5 μL滴于果实伤口处ꎮ 第 2组
用灭菌水代替孢子悬浮液接种刺伤的果实ꎮ 第 3组
用孢子悬浮液接种健康果实ꎮ 每组试验接种 10个枣
果ꎬ接种后用保鲜膜覆盖托盘保湿ꎬ置于27 ℃人工气
候箱培养诱导发病ꎬ每天观察发病情况ꎮ
1.3  病原菌鉴定
1.3.1  病原菌的形态学鉴定  将纯化的病原菌接种
至 PSA与 PDA培养基上ꎬ于 27℃人工气候箱培养ꎬ
观察菌落颜色、形态、气生菌丝疏密程度ꎮ 采用莱卡
荧光数码显微镜观察分生孢子梗及分生孢子的形态ꎬ
并分别测量其长度及大小ꎬ观察病原菌的产孢方式ꎮ
1.3.2  病原菌 ITS序列、cytochrome b基因、EF ̄1α
基因的 PCR扩增  将病原菌接种于马铃薯葡萄糖
液体培养基中ꎬ27℃、130 r / min 振荡培养 48 ~ 72
hꎬ用灭菌纱布过滤并用无菌水冲洗 3次ꎬ收集菌丝
用于 DNA 提取ꎮ 病原菌 DNA 提取采用 Ezup 柱
式真菌基因组 DNA抽提试剂盒(购自上海生工生
物工程有限公司)ꎮ
    使用真菌通用引物 ITS1 / ITS4扩增 ITS序列ꎬ
ITS1: 5′ ̄TCCGTAGGTGAACCTGCGG ̄3′ꎬ ITS4:
5′ ̄TCCTCCGCTTATTGATATGC ̄3′ꎮ 采用通用引
物 fE1M4 / rE2M4 扩增 cyt b 基因序列ꎬ fE1M4:
5′ ̄TGRGGWGCWACWGTTATTACTA ̄3′ꎬ rE2M4:
5′ ̄GGWATAGMWSKTAAWAYAGCATA ̄3′ꎬ ( R =
AꎬGꎻW=AꎬTꎻY =CꎬTꎻM=AꎬCꎻS =CꎬGꎻK =Gꎬ
T)ꎮ 采用引物 EF ̄1H / EF ̄2T对 EF ̄1α 基因序列进
行 PCR 扩 增ꎬ EF ̄1H: 5′ ̄ATGGGTAAGGAAGA ̄
CAAGAC ̄3′ꎬ EF ̄2T: 5′ ̄GGAAGTACCAGTGAT ̄
CATGTT ̄3′ꎮ 引物由上海 Invitrogen公司合成ꎮ
    PCR反应体系:2xEs Taq MasterMix 12.5 μLꎬ
RNase ̄Free Water 11 μL(北京康为世纪生物科技
有限公司提供)ꎬ模板 DNA 0.5 μLꎬ各反应体系中
每条引物均为 0.5 μLꎮ
    PCR 扩增程序:94℃预变性 2 minꎻ94℃变性
30 sꎬ57℃退火 30 sꎬ72℃延伸 30 sꎬ35 个循环ꎻ
72℃终延伸 10 minꎬ4℃保存ꎮ
    PCR产物在 1%的琼脂糖凝胶上电泳ꎬ在紫外
灯下切下与预期大小相符的片段ꎬ用快速琼脂糖凝
胶 DNA回收试剂盒(购自北京康为世纪生物科技
有限公司)纯化 DNA 片段ꎬ然后送交上海生工生
物工程技术服务有限公司进行测序ꎮ
2  结果与分析
2.1  病害症状的观察
    大田病害调查发现ꎬ该病害 6月初开始发病ꎬ7
月上中旬为发病高峰ꎬ染病品种为骏枣ꎮ 发病初期
果面出现针头大小的小黑点ꎬ病斑圆形略凹陷ꎬ扩
展速度缓慢ꎬ病斑最大直径一般为 4 mmꎻ病斑内
部果肉黄褐色ꎬ果实进入着色期后病斑停止扩展ꎬ
有时一个果上产生多个黑色小病斑(图 1)ꎮ
2.2  致病性测定
    接种试验表明ꎬ第 1 组在接种 3 d 后全部发
病ꎬ第 2 组枣果均不发病ꎬ第 3 组在接种后第 5 d
1个果实发病ꎬ果实发病症状与大田相同(图 1)ꎮ
说明病菌主要从伤口侵入ꎬ而侵入健康果实的成功
率比较低ꎮ 对发病组织进行病原菌分离ꎬ获得的病
原菌与原接种菌在形态上一致ꎮ
2.3  病原菌的形态学鉴定
    从采集的骏枣病果中分离到 20 个分离物ꎬ纯
化后菌落形态特征基本相同ꎬ选择其中 1个典型分
离物接种至 PSA和 PDA培养基上ꎬ每种培养基重
复 5次ꎬ27℃人工气候箱培养 6 d后观察发现ꎬ菌落
在 PSA培养基上呈圆形ꎬ平均直径 8.0 cmꎬ菌落蓬
松呈棉絮状ꎬ初期白色ꎬ生长后期中心透出淡淡的粉
色ꎬ菌落边缘不整齐ꎬ菌丝上有液滴ꎬ菌落背面呈粉
红色(图 2 ̄C1、D1)ꎻ在 PDA培养基上菌落呈圆形ꎬ
直径平均为 5.8 cmꎬ菌落致密呈棉絮状ꎬ生长初期为
白色ꎬ随后透出粉色ꎬ菌落边缘整齐ꎬ菌丝上有液滴ꎬ
菌落背面米黄色ꎬ中心红褐色(图 2 ̄C 2、D 2)ꎮ
017
 
  6期 陈小飞ꎬ等:新疆首次报道轮枝镰孢菌引起骏枣果实黑点病
Fig. 1  Symptoms of Jun jujube black spot disease
A1-A3: Symptoms on infected fruits in the fieldꎻ B1-B3:Symptoms on inoculated fruits.
Fig. 2  Morphology of the pathogen and the production process of the conidium
C 1: Morphology of the colony on PSA after 6 daysꎻ C 2: Morphology of the colony on PDA after 6 daysꎻ
D 1: Tergal morphology of the colony on PSA after 6 daysꎻ D 2: Tergal morphology of the colony on PDA after 6 daysꎻ
E: Mycelioid conidiogenous cells were differentiated on the vegetative myceliumꎻ F: The first conidium was formed
on the top of conidiogenous cellsꎻ G: The conidium were formed continuously along the basal direction of the
conidiogenous cellsꎻ H: The conidiogenous cells turned into conidium chains.
117
 
植物病理学报 44卷
    在 PDA培养基上ꎬ产孢细胞呈菌丝状ꎬ长短不
一ꎬ有隔膜ꎬ分支或不分支(图 2 ̄E)ꎻ分生孢子串
生ꎬ孢子链为基生串孢型ꎻ分生孢子长椭圆形或纺
锤形ꎬ大小为(2.9~6.9)μm x (1.0~3.2) μmꎬ未发
现大型分生孢子和厚壁孢子(图 2 ̄F)ꎮ
    病菌产生分生孢子时首先从菌丝体上分化出
产孢细胞(图 2 ̄E)ꎬ而第一个分生孢子是从产孢菌
丝顶端形成的(图 2 ̄F)ꎬ然后沿着产孢细胞向基部
依次形成分生孢子(图 2 ̄G)ꎬ最后产孢细胞的上端
转化成串珠状的分生孢子链(图 2 ̄H)ꎮ
    根据病原菌菌落特征、分生孢子特征及产孢方
式ꎬ将病原菌初步鉴定为轮枝镰孢菌 Fusarium
verticillioides[3]ꎮ
2.4  病原菌的分子鉴定
    用 ITS1 / ITS4、 fE1M4 / rE2M4、 EF ̄1H / EF ̄2T
3对引物对基因组 DNA 进行 PCR 扩增ꎬ均获得与
预期大小相符的片段ꎬ将 PCR产物纯化后测序ꎬ分
别获得 546、435 和 705 bp 的片段ꎬGenBank 注册
序列号分别为 KF553628、KF553629、KF553630ꎮ
将序列提交到 GenBank核酸序列数据库中进行比
对ꎬ发现该菌 ITS 序列与轮枝镰孢菌 JF499676.1、
GU982311.1、EU151468.1、EU151467.1、AY188916.1
一致率达 100%ꎬ cyt b 序 列 与 轮 枝 镰 孢 菌
JX910421.1、JN041210.1 一致率达 99%ꎬEF ̄1α 基
因序列与轮枝镰孢菌 JQ639210. 1、 JF715938. 1、
JQ639209.1、JQ639208.1、JN090163.1、JX456579.1、
JX456581.1一致率达 99%ꎮ
    经形态学鉴定和分子鉴定证实:中国新疆和田
地区骏枣黑点病系由轮枝镰孢菌 F. verticillioides
引起的ꎮ
3  讨论
    依据形态学对真菌进行分类鉴定ꎬ方法简单易
行直观ꎮ 本文对分离物的菌落特征、孢子特征及产
孢过程进行了初步研究ꎬ其生物学特征与此前文献
报道的串珠镰孢菌大部分相同ꎬ然而在菌落形态、
大型分生孢子及厚垣孢子的有无、小型分生孢子的
大小、产孢细胞的形态和长短这些特征上ꎬ又有着
非常明显的差别ꎮ 推测其原因可能是由于实验条
件的不同产生的ꎬ也可能是由于在南疆特殊地理环
境下孕育了轮枝镰孢菌独特的表型特征ꎮ
    传统的镰刀菌分类鉴定主要是以形态特征和
生理生化指标作为该病原真菌分类鉴定的主要依
据ꎬ但此方法受多种外界因素的影响ꎬ具有很大的
不确定性ꎬ特别是当培养物不典型或不产孢时ꎬ使
得鉴定工作更加困难ꎮ 随着分子生物学技术的发
展ꎬ基于 DNA分子水平的差异进行真菌分类越来
越受到人们的重视ꎮ 真菌 IIS 区具有丰富的变异
特点ꎬ这一可变区常作为真菌菌种和分离物鉴定的
可靠依据之一[4]ꎮ 然而对于镰刀菌单个菌株的鉴
定ꎬ仅用 rDNA ITS 片段是不够的ꎬ而采用 EF ̄1α
基因是比较通用和可靠的序列片段[5]ꎮ 为了克服
rDNA ITS片段对镰刀菌分类的缺陷ꎬ本研究除了
对分离物 rDNA ITS区进行了序列分析ꎬ还对 cyt b
基因序列、EF ̄1α 基因序列进行了分析ꎬ使得分离
物的鉴定更加客观和准确ꎮ
    镰刀菌引起的枣病害国内外已有报道ꎬ然而由
F.verticillioides引起枣病害国内外尚未见报道ꎮ 新
疆南疆地区六七月份雨水稀少ꎬ天气干旱ꎬ红枣尚属
膨大期ꎬ糖分不足ꎬ质地坚硬ꎬ然而该病菌却能够顺
利侵入枣果发病ꎬ这与骏枣本身的抗病性有关还是
取决于病原菌的致病力ꎬ有待进一步深入研究ꎮ
参考文献
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责任编辑:于金枝
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