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Interception and identification of Albonectria rigidiuscula on Buddhist pine imported from Japan

进境日本罗汉松上可可花瘿病菌的截获鉴定



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  44(3): 309 ̄312(2014)
收稿日期: 2013 ̄10 ̄26ꎻ 修回日期: 2013 ̄12 ̄12
基金项目: 国家科技支撑计划 ( 2012BAK11B02)ꎻ国家质检总局项目 ( 2011IK169ꎬ 2013IK279ꎬ 2014IK020)ꎻ宁波市社会发展项目
(2012C50041)ꎻ宁波出入境检验检疫局项目(甬 K10 ̄2013)
通讯作者: 段维军ꎬ浙江省宁波市人ꎬ高级农艺师ꎬ主要从事有害生物识别与检测技术研究ꎻTel:0574 ̄87022951ꎬFax:0574 ̄87113584ꎬE ̄mail:
weijunduan@ tom.comꎮ
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研究简报
进境日本罗汉松上可可花瘿病菌的截获鉴定
段维军∗ꎬ 郭立新ꎬ 段丽君
(宁波出入境检验检疫局ꎬ 宁波 315012)
Interception and identification of Albonectria rigidiuscula on Buddhist pine imported
from Japan   DUAN Wei ̄junꎬ GUO Li ̄xinꎬ DUAN Li ̄jun   (Ningbo Entry ̄exit Inspection and Quarantine
Bureauꎬ Ningbo 315012ꎬ China)
Abstract: Strain 13657 was isolated from Buddhist pine (Podocarpus macrophyllus) imported from Japan in
Ningbo port by traditional PDA method. PDA colonies consisted of flat mycelium with pale rose coloured aerial
hyphae. Macroconidia with five to nine septaꎬ 58.7 to 86.3 μm longꎬ 5.3 to 8. 8 μm wide were observed.
Microconidia with zero to one septaꎬ 2.8 to 9.3 μm longꎬ 2.4 to 5.6 μm wideꎬ oval to cylindricalꎬ and produced
on monophialides were also observed. Partial sequences of ITS regionꎬ 28S rRNAꎬ EF and TUB genes were
obtained by PCR amplification of genomic DNA of strain 13657 with universal primers. Analysis of these
sequences with the related Albonectria rigidiuscula sequences deposited in the NCBI database showed they had
99% identity. The EF and TUB sequences of strain 13657 were clustered into A. rigidiuscula clade based on phy ̄
logenetic results. Pathogenicity tests showed that the isolate infected twigs of Buddhist pine and caused dry leaves
and complete twig mortality. A. rigidiuscula were isolated repeatedly from the infected petioles leaves and twigs.
Based on morphological characteristicsꎬ molecular and pathogenicity test resultsꎬ the isolate 13657 was identified
as A. rigidiuscula. To our knowledgeꎬ this is the first report of interception of A. rigidiuscula in China. This is
also the first report of A. rigidiuscula being pathogenic on Buddhist pine in Japan and throughout the world.
Key words: Albonectria rigidiusculaꎬ morphological characteristicsꎬ molecular identificationꎬ pathogenicity
文章编号: 0412 ̄0914(2014)03 ̄0309 ̄04
    可可花瘿病菌(Albonectria rigidiuscula (Berk.
& Broome) Rossman & Samuels)属菌物界 ( Fun ̄
gi)、子囊菌门(Ascomycota)、粪壳菌纲(Sordario ̄
mycetes)、肉座菌目(Hypocreales)、丛赤壳科(Nec ̄
triaceae)、白壳属(Albonectria)ꎮ 其无性阶段也被
称之为多隔镰刀菌(Fusarium decemcellulare Brick
1908) [1]ꎬ曾用名包括:Calonectria eburnea Rehmꎬ
Calonectria lichenigena SpegꎬCalonectria rigidius ̄
cula (Berk. & Broome) SaccꎬCalonectria sulcata
StarbäckꎬCalonectria tetraspora ( Seaver) Sacc. &
TrotterꎬFusarium rigidiusculum W.C. Snyder & H.
N. Hansenꎬ Fusarium spicariae ̄colorantis Sacc. &
Trotter ex De JongeꎬNectria rigidiuscula Berk. &
Broomeꎬ Nectria rigidiuscula f. theobromae E. J.
Fordꎬ Bourret & Snyderꎬ Scoleconectria tetraspora
Seaver和 Spicaria colorans De Jonge (The Species
Fungorum database website: http: / / www. species ̄
fungorum.org / Index.htmꎬ coordinated by CABI Bi ̄
oservices)ꎮ 目前ꎬ该病菌已被列入我国进境植物
检疫性有害生物名录ꎬ是一种检疫性植物病原真
 
植物病理学报 44卷
菌ꎮ 该病菌分布广泛ꎬ侵染可可造成癌肿病ꎬ严重
时可导致可可绝收[2]ꎬ也能够引起多种植物顶枯
病的发生ꎬ在日本有该菌造成释迦顶枯病的报
道[3]ꎮ
    2013年 3 月ꎬ宁波检验检疫局从日本进境罗
汉松种苗上分离到一株疑似可可花瘿病菌的分离
物ꎬ通过形态学特征观察、致病性测定和序列比对
分析ꎬ对其进行了鉴定ꎬ现报道如下ꎮ
1  材料与方法
1.1  病菌分离与纯化
    采用常规 PDA平板分离法ꎬ从进境日本罗汉松
种苗枯死幼芽处分离获得分离物ꎬ单孢分离后得到
分离物 13657ꎬ保存于 PDA试管斜面(4℃)备用ꎮ
1.2  方法
1.2.1  生物学性状观察  将分离物 13657 接种于
PDA平板上ꎬ25℃下连续暗培养 10 dꎬ观察记录菌
落正反面的颜色和气生菌丝的疏密程度ꎮ 用解剖
针自 PDA平板上挑取菌落或菌落中央粘孢团ꎬ制
片后在显微镜下镜检观察大、小型分生孢子的形态
特征ꎬ随机各挑选 80 个大型分生孢子和小型分生
孢子进行形态测量ꎮ
1.2.2  致病性测定  选用健康罗汉松幼苗进行接
种试验ꎮ 挑取幼嫩健康的罗汉松幼芽部位ꎬ将在
PDA平板上培养 10 d的菌落用直径 4 mm打孔器
在菌落边缘打出菌饼后ꎬ将菌饼接种在幼芽上ꎬ菌
丝面贴向幼芽ꎬ共接种 8 个幼芽ꎮ 无菌菌饼接种 3
个幼芽作为对照ꎬ25℃温室条件下进行隔离培养ꎮ
1.2.3  DNA提取  收集 PDA平板上培养 10 d 的
分离物 13657 菌丝体ꎬ根据试剂盒及仪器使用说
明ꎬ在核酸自动化提取仪(Thermo KingFisher mL
型)上使用核酸提取试剂盒(台湾奈米技术开发有
限公司)进行 DNA提取ꎮ 提取后经分光光度计测
定 DNA浓度后ꎬ冻存于-20℃冰箱备用ꎮ
1.2.4  序列扩增和测定  用引物 ITS1 / ITS4 扩增
ITS 片段[4]ꎬ引物 LR0R / LR5R 扩增 28S 片段
(http: / / www. biology. duke. edu / fungi / mycolab /
primers.htm.)ꎬ引物 EFCE1 / EFCF2 扩增 translation
elongation factor 1 ̄alpha (EF)片段( http: / / www.
q-bank. eu / Fungi / DefaultInfo. aspx? Page = Cerato ̄
cystis Methodologies)ꎬ引物 TUB2Fd / TUB4Rd 扩
增 β ̄tubulin (TUB)片段[5]ꎮ PCR 扩增产物在 2%
琼脂糖凝胶上电泳ꎬ用凝胶成像系统进行成像分析ꎬ
并用 DNA片段纯化试剂盒进行纯化ꎮ 纯化 PCR产
物送上海英俊生物技术有限公司双向测序ꎮ
1.2.5  序列分析  利用 NCBI网站上的 BLAST程
序对所得的 rDNA ̄ITS、28S、EF 和 TUB 序列进行
比对分析ꎬ确认序列的可靠性ꎮ 使用 MEGA5.0 程
序对测得的 13657 菌株 EF 序列与 GenBank 中下
载的可可花瘿病菌及其相近序列进行比对ꎬ以
NCBI上下载的 Fusarium subglutinans EF 序列
( JX867945 ) 和 Gibberella circinata EF 序 列
(JN642101)为外群ꎬ采用邻接法(neighbor ̄joining
methodꎬ NJ)构建系统进化发育树ꎬ进行 1 000 次
重抽样计算系统树中节点的置信度ꎮ 使用
MEGA5.0程序对测得的 13657 菌株 TUB 序列与
GenBank中下载的可可花瘿病菌及其相近序列ꎬ采
用如上所述方法进行比对和系统进化发育分析ꎮ
2  结果与分析
2.1  菌落性状
    在 PDA 培养基上菌丝生长茂盛ꎬ培养皿上菌
落淡粉红色ꎬ底部红色ꎮ 培养皿中央ꎬ可产生粘孢
团ꎬ内有大量大型分生孢子(图 1)ꎮ
Fig. 1   Morphological characterization of
strain13657 after 10 ̄day incubation
on PDA medium
2.2  病菌形态特征
    小型分生孢子着生于气生菌丝的小梗上ꎬ串生、
假头生ꎬ分生孢子梗无色ꎬ有大量小型分生孢子产生
于新生菌落中ꎬ小型分生孢子椭圆形至圆柱形ꎬ无色
透明ꎬ具 0~1个隔ꎬ大小 2.8~9.3×2.4~5.6 μmꎮ
    大型分生孢子非常大ꎬ镰刀形或稍弯的柱形ꎬ
013
 
  3期 段维军ꎬ等:进境日本罗汉松上可可花瘿病菌的截获鉴定
透明ꎬ壁厚ꎬ顶孢略弯ꎬ渐缩小ꎬ多孢ꎬ通常有 5 ~ 9
个隔ꎬ多为 8 隔ꎬ大小为 58.7 ~ 86.3×5.3 ~ 8.8 μm
(图 2)ꎬ比同属的其余种类都大ꎬ产孢细胞单瓶梗ꎮ
未见到病原的有性态ꎮ
Fig. 2  Macroconidium of isolate 13657 on PDA
        Scale Bar= 20 μm
2.3  致病性测定
    接种 15 d后叶片开始发病ꎬ在接种点附近出
现幼芽坏死表现为顶枯症状ꎬ叶片叶柄干枯ꎬ易脱
落ꎮ 随病情发展ꎬ幼芽干枯坏死ꎬ无新叶长出ꎮ 对
发病幼芽或其附近干枯叶片的病菌再分离证实了
分离物的致病性ꎮ 无菌菌饼接种的对照叶片未发
现上述症状ꎬ幼芽部位有新叶长出ꎮ
2.4  序列比对分析
    经在 GenBank 中进行 Blastn 分析ꎬ结果表明:
分离物 13657所测 ITS 序列与 GenBank 中可可花
瘿病菌 (GU363537、 HM775326) 序列相似性为
99%(557 / 559)ꎬ28S 序列与 GenBank 中可可花瘿
病菌(HM042412、GU075864)序列相似性为 99%
(889 / 891)ꎬEF 序列与 GenBank 中可可花瘿病菌
(HM054062、HM054061)序列相似性为 99%(575 /
578)ꎬ TUB 序列与 GenBank 中可可花瘿病菌
(HQ008936、HM054100、HM054099)序列相似性
为 99%(366 / 368)ꎮ
    基于 EF(图 3)和 TUB 序列构建的系统进化
发育树表明ꎬ13657属于 A. rigidiuscula分支ꎬBoot ̄
strap支持值分别为 100和 99ꎮ
Fig. 3  Phylogenetic tree of the neighbor ̄joining (NJ) analysis inferred from the translation
elongation factor regions of 13657 and the related species. Fusarium subglutinans and
Gibberella circinata was used as outgroup. Numerals at internal nodes are bootstrap values for
1 000 replicates greater than 50%. Branch lengths are proportional to the amount of sequence
changeꎬ which was indicated by the scale bar below the tree.
113
 
植物病理学报 44卷
3  讨论
    本研究采用形态学特征结合序列分析和致病
性测定的方法ꎬ准确截获鉴定了来自日本进境罗汉
松种苗上的可可花瘿病菌ꎮ 形态学观察结果表明
该菌具有可可花瘿病菌无性型典型的形态特征ꎬ如
能够产生两种类型分生孢子ꎬ多隔大型分生孢子明
显大于镰刀菌属其他种类大型分生孢子ꎬ不产生厚
垣孢子等ꎬ人工培养难以产生有性态ꎮ 序列测定表
明该菌株与 GenBank中的多条可可花瘿病菌序列
相似度极高ꎬ采用 r ̄DNA 序列分子标记ꎬ如 ITS、
28S序列ꎬ与其近似种种间序列差异较小ꎬ难以有
效区分ꎬ而 EF和 TUB序列则能够进一步对该菌进
行有效划分ꎮ 本研究根据 EF 和 TUB 序列构建的
系统进化发育树也支持将分离物 13657 划分在可
可花瘿病菌分支ꎬ从分子水平进一步确认了形态学
结果ꎮ 对于该病菌的种类鉴定可以在利用r ̄DNA
序列分子标记初步鉴定基础上ꎬ再进行EF和 TUB
序列分析ꎬ以确保鉴定准确性ꎮ 同时ꎬEF 和 TUB
序列中多个碱基位点的差异也为建立在此基础上
的该病菌的快速检测方法提供了可能ꎮ 同时致病
性测定结果表明该菌株能够侵染罗汉松幼芽ꎬ造成
顶枝枯死以及叶片干枯ꎮ 以上结果表明所截获病
菌为可可花瘿病菌ꎬ且具有一定致病性ꎬ能够造成
罗汉松顶枯病的发生ꎮ
    国家质检总局动植物检疫监管司已于 2013 年
5月 31日向相关口岸发布了警示通报(质检动函
(2013)150号文件)ꎬ并通报日本方面ꎬ要求调查原
因并采取改进措施ꎮ 此次的截获表明ꎬ从日本进口
罗汉松种苗具有一定风险ꎬ应继续加强对该类进境
种苗上检疫性有害生物的检疫工作ꎬ以防范其危
害ꎮ 本研究属全国首次从日本进境种苗中截获该
病菌ꎬ也是国际上首次报道该病菌能够造成罗汉松
顶枯病的报道ꎬ扩大了对该病菌寄主范围和地理分
布的认识ꎮ
参考文献
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责任编辑:李晖
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