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Development of a method for evaluating virulence of Fusarium oxysporum f.sp. cubense in the hydroponic system

利用香蕉水培系统测定枯萎病病原菌致病力



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  44(6): 671 ̄678(2014)
收稿日期: 2013 ̄09 ̄24ꎻ 修回日期: 2014 ̄08 ̄07
基金项目: 国家公益性行业(农业)科研专项(200903049)ꎻ海南省自然科学基金项目(311065)
通讯作者: 黄俊生ꎬ研究员ꎬ主要研究方向为病原微生物功能基因组及综合防控技术研究ꎻTel:0898 ̄66969268ꎬE ̄mail:H888111@126.com
第一作者: 杨腊英ꎬ女ꎬ湖南新化人ꎬ副研究员ꎬ博士ꎬ研究方向为病原微生物功能基因组ꎻE ̄mail:layingyang@sohu.comꎮ
doi:10.13926 / j.cnki.apps.2014.06.014
利用香蕉水培系统测定枯萎病病原菌致病力
杨腊英ꎬ 郭立佳ꎬ 毛 超ꎬ 刘 磊ꎬ 王飞燕ꎬ 谢玉萍ꎬ 黄俊生∗
(中国热带农业科学院环境与植物保护研究所ꎬ农业部热带作物有害生物综合治理重点实验室ꎬ海口 571101)
摘要:为建立一种评价香蕉枯萎病病原菌(Fusarium oxysporum f.sp. cubense)菌株间致病力差异的体系ꎬ在改进的香蕉水培
系统基础上ꎬ对影响香蕉枯萎病菌致病力的接种菌液浓度、类型及处理方式等因素开展分析ꎬ同时与不同菌株盆栽测定结
果进行比较以验证该方法的可靠性ꎮ 结果表明:在香蕉水培系统下ꎬ将摇培 5 d 的菌液稀释 10 倍以上ꎬ使孢子初始浓度为
1×106cfu􀅰mL-1ꎬ直接加入该菌液 50 mL即可用于致病力评价ꎬ且不同菌株用该测定方法与盆栽测定的致病力结果基本一
致ꎮ 该方法的建立为香蕉枯萎病菌致病力的评价提供了快速简便的方法ꎬ也为下一步解析尖孢镰刀菌致病相关基因功能
和致病机理及抗病品种的选育奠定了基础ꎮ
关键词:尖孢镰刀菌古巴专化型ꎻ 致病力测定ꎻ 水培系统
Development of a method for evaluating virulence of Fusarium oxysporum f. sp.
cubense in the hydroponic system  YANG La ̄yingꎬ GUO Li ̄jiaꎬ MAO Chaoꎬ LIU Leiꎬ WANG
Fei ̄yanꎬ XIE Yu ̄pingꎬ HUANG Jun ̄sheng  (Environment and Plant Protection Instituteꎬ Chinese Academy of Tropical
Agricultural Sciencesꎬ Key Laboratory of Pests Comprehensive Governance for Tropical Cropsꎬ Ministry of Agricultureꎬ Haikou
571101ꎬ China)
Abstract: To establish a virulence evaluation method under hydroponic system for Fusarium oxysporum f.sp.
cubense based on the improved banana hydroponic culture systemꎬ factors affecting pathogenicity of F. oxyspo ̄
rum f.sp. cubense including inoculum concentrationꎬ suspension type and treatment method were analyzedꎬ and
the results were also compared with those by inoculation of potted plants to verify the accuracy of the hydroponic
test. It was indicated that: In banana hydroponic culture systemꎬ 50 mL of spore suspension shaking ̄cultured for
5 days with a diluted concentration at 1×106 cfu􀅰mL-1could be used for virulence evaluationꎬ and the results
were basically the same as those obtained by potted seedlings measurement. This study provides a quick and easy
way for virulence evaluation of the corresponding different isolates and may be helpful for pathogenesis research
on F. oxysporum and breeding for disease resistance in the future.
Key words: Fusarium oxysporum f.sp. cubenseꎻ virulence evaluationꎻ hydroponic system
中图分类号: S432. 4          文献标识码: A          文章编号: 0412 ̄0914(2014)06 ̄0671 ̄08
    由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxyspori ̄
um f.sp. cubenseꎬ Foc)引起的香蕉枯萎病是典型
的土传病害ꎬ是分布于世界各主要产蕉国家的最重
要香蕉病害之一ꎮ 香蕉枯萎病病原菌因其对不同
香蕉品种的侵染特异性被划分为 4 个生理小种
( race):其中 1 号生理小种(Foc1)危害基因型为
AAB的 Gros Michel及栽培种ꎻ2 号生理小种危害
Bluggoe蕉及基因型为 ABB 的相关煮食蕉类ꎻ3 号
生理小种因危害非香蕉类的 Heliconia 种类ꎬPloetz
等不认定其为 Foc[1ꎬ2]ꎻ4 号生理小种(Foc4)危害
 
植物病理学报 44卷
Cavendish及其他对 1 号与 2 号生理小种敏感的蕉
类ꎬ严重威胁香蕉产业的可持续健康发展ꎮ Foc4号
生理小种进一步被分为热带 4号生理小种(TR4)与
亚热带 4号生理小种(ST4)ꎬ其中ꎬTR4在热带与亚
热带区域均能侵染 Cavendish 蕉类ꎬ而 ST4 仅能在
亚热带区域侵染 Cavendish 蕉类[3ꎬ4]ꎬ且主要在植物
暴露于非生物胁迫时发生危害ꎬ例如低温和水涝ꎮ
Dita等[5]建立了快速可靠的检测和监测 TR4 的方
法ꎬ并用于区分 ST4菌株ꎬ其研究结果同时显示目前
中国台湾发生的危害香蕉的为 TR4小种ꎮ
    香蕉枯萎病是香蕉产业的毁灭性病害之一ꎬ目
前尚无有效的防治手段ꎬ明确其致病机制是控制香
蕉枯萎病的关键因子之一ꎬ解析病原真菌的致病机
理可以通过特定性状突变体筛选和鉴定特定性状
基因功能来实现ꎬ但需要快速、可靠、重复性强、高
通量的评价转化子致病力测定的方法ꎮ 病原菌致
病性测定又是病原菌致病性分化、寄主抗性遗传、
抗病种质筛选、抗病品种(系)选育等研究工作的
重要基础ꎮ 因此ꎬ准确、快速、规范的测定方法对于
开展香蕉抗病育种工作和提高病害综合防治成效
等具有重要理论和实践意义ꎮ 近年来相关病原菌
的致病性测定主要有直接浇菌法[6ꎬ7]、伤根淋菌
法[8~15]、浸根回种法[16~19]和叶片接菌法[20]等ꎬ其
中前 3种均采用盆栽法ꎬ其周期长、稳定性差、成本
高ꎬ同时需要相对独立的较大的空间ꎻ叶片接菌法
与病原菌侵染维管束的特性存在较大的差异性ꎬ且
叶部病斑扩展跟刺伤时是否处于叶脉处有密切关
系ꎬ结果的可靠性存在争议(本实验室开展的研究
结果显示)ꎮ 为此ꎬ本研究针对建立香蕉水培病原
菌致病力测定系统ꎬ在实验室已建立的香蕉水培体
系的基础上[21]ꎬ对影响香蕉致病力结果的接种菌
液种类及浓度梯度等因素开展了分析ꎬ同时以不同
菌株在 2种不同的致病力测定结果的差异性分析
所建立的水培系统致病力测定的稳定性与可靠性ꎬ
为今后香蕉枯萎病原菌致病相关功能基因敲除转
化子的致病性测定和香蕉不同品种植株抗性鉴定
工作提供快速准确的鉴定平台ꎮ
1  材料与方法
1.1  材料
1.1.1  供试病原菌菌株  除有标注的为从南非病
样分离且由广东省农业科学院果树研究所李春雨
研究员赠送外ꎬ其余菌株均由本实验室分离鉴定并
保存ꎬ各菌株编号及菌株名称与采集地见表 1ꎮ
Table 1  Strains used in the study
Isolate
abbreviation
Strain Locality Host plant Species
B2 B2 Ledongꎬ Hainan Foc4
TR4∗ TR4 South Africa Tropical Foc4
STR4∗ STR4 South Africa Musa Subtropical Foc4
40#① 120620HKSD ̄4 ① Hekouꎬ Yunan AAA Foc4
6#② 120614XWNC ̄2 ② Xuwenꎬ Guangdong Giant Foc4
5#① 120614XWNC ̄1 ① Xuwenꎬ Guangdong Cavendish Foc4
36#① 120620HKSD ̄2 ① Hekouꎬ Yunan cv. Bax Foc4
3#② 120613LJLD ② Lianjiangꎬ Guangdong Foc4
ZJXD 120518ZJXD ZhanjiangꎬGuangdong Foc4
11#② 120615ZHFJ ② Beihaiꎬ Guangxi Musa Foc4
Race1∗ Race1 South Africa ABB Foc1
N2 N2 Furongtianꎬ Hainan
Pisang
Awak
Foc1
  Note: The isolates with ∗ mark was isolated from South Africa and were a gift from Prof. LI C Y who works in the Institute
of Fruit Tree Researchꎬ Guangdong Academy of Agricultural Sciences.
276
 
  6期 杨腊英ꎬ等:利用香蕉水培系统测定枯萎病病原菌致病力
1.1.2  供试香蕉品种  实验用巴西蕉(Musa AAA
Giant Cavendish cv. Bax ) 与粉蕉 ( Musa ABB
Pisang Awak) 袋苗和盆栽苗均购自中国热带农业
科学院种苗组培中心ꎬ其中盆栽苗株高约 30 ~ 40
cm、4~ 5 片叶蕉苗ꎬ水培袋苗植株高 8 cm 左右、
2~3片叶ꎮ
1.1.3  材料与试剂  碗底直径 6 cm、碗口直径为
12 cm、高 6.5 cm 的一次性塑料碗ꎬ直径 0.8 ~ 2.8
cm间的陶粒ꎮ 蕉苗水培用营养液为 1 / 2 BXM 植
物营养液[21]ꎬ菌株平板培养采用马铃薯葡萄糖琼
脂培养基(PDA)进行培养ꎬ摇培用培养基采用查
氏(Czapeck)液体培养基ꎮ
1.2  方法
1.2.1  香蕉苗水培方法  在本实验室前期的研究
基础上ꎬ笔者对香蕉水培体系进行了适当的改进ꎮ
即采用上述的一次性塑料碗培育蕉苗ꎬ每小碗培养
袋苗 5株ꎮ 苗种入碗后加入自来水 40 mL /碗ꎬ每
隔 2 d依据小碗中水分残留情况添加自来水至 40
mL /碗ꎬ1个星期后用 1 / 2 BXM 植物营养液替代
自来水ꎮ 此后每隔 20 d 再次添加营养液ꎬ待蕉苗
生长至 5~6片叶后即用于致病力测定试验ꎮ
1.2.2  病原菌培养方法  分别将冷藏保存的供试
菌种接种于 PDA 平板上活化 5 d 后ꎬ用打孔器在
平板上打菌饼(直径 0.5 cm)ꎬ挑取 5 ~ 6 块菌饼接
入装有 100 mL Czapeck 培养液的 250 mL 三角瓶
中ꎬ于 28℃、180 rpm􀅰min-1震荡培养 5 d 后备用ꎮ
或者挑取 5~6 块菌饼置于装有 500 mL 液体 Cza ̄
peck培养液的 1 L 三角瓶中ꎬ于 28℃、180 rpm􀅰
min-1震荡 10 dꎬ然后用于制备不同浓度的菌液ꎮ
1.2.3  孢子浓度计数法  采用梯度稀释法稀释菌
液ꎬ后吸取 10 μL菌液置于血球计数板上计数孢子
浓度ꎮ 血球计数板测定孢子含量[22]:孢子浓度=每
80个小格孢子总数 / 80 ×400 ×104×稀释倍数ꎮ
1.2.4  病原菌不同类型接种液的制备  孢子与菌
丝混合液、摇培原液(简称 SCB)为 Czapeck 液体
培养基摇培后的菌液ꎻ孢子悬液、纱布过滤菌液
(简称 GFS)为液体摇培后的菌液经 8 层纱布过滤
获得的孢子液ꎻ离心水悬孢子液(简称 WPS)为将
摇培菌液用 250 mL 离心瓶离心 ( 4 000 rpm􀅰
min-1ꎬ15 min)收集后用 100 mL自来水重悬ꎮ
    所有菌液均依据镜检孢子浓度后与原始母液
体积分别制成 1×108 cfu􀅰mL-1的孢子菌悬液备
用ꎮ B2菌株孢子悬液(简称 GFS)、孢子与菌丝混
合液(简称 SCB)在母液浓度下依次稀释成 1×107、
1× 106和 1 × 105 cfu􀅰mL-1开展浓度梯度试验ꎬ
ZJXD菌株则将浓度调整为 1×109 cfu􀅰mL-1孢子
悬浮母液后依次稀释成 4×108、2×108、4×107、1×
107、4×106、1×106、4×105和 1×105 cfu􀅰mL-1开展
浓度梯度试验ꎮ
    文章中除特别涉及的特征菌液外ꎬ其余均为摇
培原液ꎻ除提到的浓度梯度外ꎬ其余所用孢子浓度
均为 1×106 cfu􀅰mL-1ꎮ
1.2.5  不同菌液对巴西蕉、粉蕉致病力测定方法
    (1)水培系统致病力测定方法
    ①直接浇菌法 将水培蕉苗的小碗中水分全部
倒掉后ꎬ各处理加入相应的菌液 50 mLꎬ共处理 3
个小碗ꎬ接种菌液后按照香蕉苗水培的方法继续培
养ꎬ以加入同样稀释后的查氏(Czapeck)液体培养
基与清水同时做对照处理蕉苗ꎮ
    ②菌液浸泡法 将处理蕉苗从小碗中拔出后ꎬ
分成 5株一组在 50 mL孢子液中浸泡 24 hꎬ后按 5
株 /碗装碗后加入 50 mL自来水继续进行水培(简
称WPS& I)ꎮ 以清水同样浸泡蕉苗做对照ꎮ
    (2)盆栽杯苗致病力测定方法 每株盆栽苗加
入 50 mL 菌液ꎬ根据盆栽的湿度ꎬ后期每株每隔 5
~7 d加入 30~40 mL自来水ꎮ 以加入同样稀释后
的查氏(Czapeck)培养液与清水同时做对照处理
蕉苗ꎮ 各处理 5 株盆栽苗ꎬ3 次重复ꎬ试验均在大
棚中进行ꎮ
1.2.6  致病性结果调查和统计  在接种 30 d 后调
查病情ꎬ纵切球茎ꎬ根据球茎褐化程度记录病情ꎮ
部分可疑病株(如可能由虫害或其它病害引起的
病株)不记入调查结果ꎮ 分级标准参照 Moha ̄
med[9]的分级标准ꎬ1级:球茎不变色ꎻ2 级:球茎不
变色ꎬ但根与球茎交接触变色ꎻ3 级:0 ~ 5%球茎变
色ꎻ4级:6% ~ 20%球茎变色ꎻ5 级:21% ~ 50%球茎
变色ꎻ6 级:50%以上球茎变色ꎻ7 级:全部球茎变
色ꎻ8级:死株ꎮ 病情指数的计算公式:病情指数 =
〔(∑各级病株数×相应病级) / (总株数×最高病
级)〕×100ꎻ相对病情指数(%)= 〔(处理病情指数 ̄
对照病情指数) /处理病情指数〕×100%
    利用 SAS9.0数据处理系统和 Microsoft Excel
进行数据统计和作图ꎬ方差分析采用 Duncan 新复
376
 
植物病理学报 44卷
极差法ꎬ数值采用对数置换后进行分析ꎮ
2  结果与分析
2.1  使用的菌液种类及浓度对巴西蕉致病力分析
2.1.1  B2菌株菌丝及不同孢子浓度对巴西蕉致病
力差异性  通过比较不同浓度的 2 种类型菌液对
巴西蕉的致病力(表 2)ꎬ发现带有菌丝的分生孢子
液处理的巴西蕉的病情指数极显著高于仅用分生
孢子处理的ꎬ且 2种类型菌液对巴西蕉的致病能力
均随着供试浓度的提高而增强ꎮ
2.1.2  ZJXD 菌株不同孢子浓度对巴西蕉致病力
差异性  从 ZJXD 菌株不同浓度梯度的摇培菌液
稀释液对巴西蕉致病力差异性结果(图 1)可知ꎬ在
测试的浓度梯度范围内ꎬ该菌株对巴西蕉的致病力
随着孢子浓度的增大而增强ꎬ其中初始孢子浓度达
4×108cfu􀅰mL-1以上的致病力最强ꎬ极显著高于其
Table 2  Virulence differences by dealing Bax cultivar with different concentrations
of two types of suspension of B2 strain
Suspension
type
Spore concentration
/ cfu􀅰mL-1
Relative disease index / % Virulence difference
Pure spores(GFS)
1.0E+04 31.3 gG
1.0E+05 36.3 fF
1.0E+06 42.6 eE
1.0E+07 43.6 eE
1.0E+08 53.6 cC
bB
Spores with hyphae(SCB)
1.0E+04 50.5 dD
1.0E+05 51.9 dCD
1.0E+06 54.1 cC
1.0E+07 56.8 bB
1.0E+08 60.7 aA
aA
Note: The same uppercase or lowercase letters on the same row are not highly significant or significantly different.
Fig. 1  Virulence differences by dealing Bax cultivar with different concentrations
of spore suspension of ZJXD strain
The same uppercase or lowercase letters on the figure column are not highly significant or significantly different.
476
 
  6期 杨腊英ꎬ等:利用香蕉水培系统测定枯萎病病原菌致病力
他处理浓度ꎬ在初始孢子浓度为 1×106 ~ 1×107 cfu
􀅰mL-1时对巴西蕉致病力无极显著差异ꎬ较适用
于开展致病力分析ꎮ
2.2  B2菌株不同类型菌液及处理方式对巴西蕉
致病力差异性
    B2菌株不同类型菌液对巴西蕉致病力差异性
研究结果(图 2)表明ꎬ含有菌丝与孢子混合的摇培
原液(SCB)及离心水悬液(WPS)处理的香蕉病情
指数相互间不存在显著性差异ꎬ而与经纱布过滤后
的孢子悬液(GFS)对香蕉处理的病情指数存在极
显著差异ꎬ这一结果与开展的 B2 菌株菌丝及孢子
不同总量对巴西蕉致病力差异性结果一致ꎮ 此外ꎬ
直接加入离心水悬液(WPS)处理蕉苗的方法对香
蕉致病力极显著高于采用离心水悬液浸泡法
(WPS& I)处理的ꎮ
2.3  不同菌株不同类型菌液对不同香蕉品种的致病力
    分析不同菌株不同类型菌液对巴西蕉、粉蕉的
病情指数(表 3)ꎬ发现在同浓度下病原菌直接稀释
Fig. 2  Virulence differences by dealing Bax cultivar with different types of suspension of B2 strain
SCB: Shaking cultured brothꎻ WPS: Water resuspended spore suspension after centrifugationꎻ WPS& I: Water resuspended
spore suspension after centrifugation and with immersion treatmentꎻ GFS: Gauze filtered
spore suspension. Spore concentration in each treatment is 1×106 cfu􀅰mL-1 . The same uppercase
or lowercase letters on the figure column are not highly significant or significantly different.
Table 3  Virulence differences by dealing Bax cultivar and Pisang Awak
cultivar with different types of suspension of the test strains
Suspension type Isolate
Bax cultivar Pisang Awak cultivar
Relative disease
index / %
Virulence
difference
Relative disease
index / %
Virulence
difference
Water resuspended
suspension after
centrifugation(WPS)
B2 21.3 dD
TR4 20.6 dD
STR4 26.9 bB
N2 0.0 fF
Race1 14.1 eE
aA
48.0 cB
44.5 dC
43.3 deC aA
58.7 aA
55.4 bA
Shaking cultured
broth(SCB)
B2 24.4 cBC
TR4 23.8 cC
STR4 30.0 aA
aA
50.3 cB
49.4 cB aA
42.0 eC
Note: The same uppercase or lowercase letters on the same row are not highly significant or significantly different.
576
 
植物病理学报 44卷
液(SCB)与孢子与菌丝离心水悬液(WPS)处理的
巴西蕉或粉蕉的病情指数之间无显著性差异ꎮ 不
同菌株对巴西蕉的致病力存在差异性ꎬSTR4 菌株
2种不同类型菌液处理的香蕉的病情指数均较高ꎬ
与其他菌株间存在极显著差异ꎮ 此外ꎬ分析不同菌
株对粉蕉的致病力ꎬ发现 1号生理小种对粉蕉的致
病力极显著高于所测试的 4号生理小种菌株ꎬ但相
互间无显著性差异ꎮ
2.4  不同菌株在不同致病力测定体系中的致病力
比较
    不同菌株在水培系统与盆栽中对巴西蕉致病
力的结果表明(表 4)ꎬ各菌株在 2个系统中测定的
致病力呈现一致性的升降趋势ꎬ但不同菌株之间的
差异性存在一些不同ꎮ
Table 4  Virulence differences by dealing Bax
cultivar with different isolates under
hydroponic culture system and pot ̄
ted seedlings treatment
Isolate
Relative disease index / %
Potted seedlings Hydroponic culture system
40#① 57.8 aA 60.8 aA
6#② 48.4 bA 55.8 abA
5#① 46.0 bA 52.1 bA
36#① 32.4 cB 39.5 cB
3#② 21.9 dC 39.5 cB
11#② 6.40 eD 11.5 dC
The same uppercase or lowercase letters on the same row are
not highly significant or significantly different.
    从罹病粉蕉中分离的 2 菌株对粉蕉在水
培系统与盆栽中的致病力测定结果表明(表 5)ꎬ2
菌株的致病力差异性均一致ꎬ且结合 2 菌株对
巴西蕉的致病力结果可推断ꎬ其中从广西罹病粉蕉
中分离的 120615ZHFJ②菌株为 1 号生理小种ꎬ而
120620HKSD ̄4①菌株则为 4号生理小种ꎮ
3  结论与讨论
3.1  水培致病力测定系统的稳定性与可靠性
    病原菌致病力评价体系中ꎬ病原菌的浓度、接
Table 5   Virulence differences by dealing
Pisang Awak cultivar with diffe ̄
rent isolates under hydroponic
culture system and potted seed ̄
lings treatment
Isolate
Relative disease index / %
Potted seedlings
Hydroponic
culture system
40#① 50.0 aA 57.6 aA
11#② 26.1 bA 46.2 bA
The same uppercase or lowercase letters on the same row are
not highly significant or significantly different.
种方式等是主要分析的影响因素ꎬ因此ꎬ笔者亦就
水培致病力评价系统中的几个主要影响因子进行
了分析ꎬ明确了病原菌浓度、接种方式、菌液类型
等ꎮ
    首先ꎬ前期研究者不管是以直接浇菌法、伤根
淋菌法还是浸根回种法的盆栽致病性测定ꎬ所使用
的初始孢子浓度均为 1×106 cfu􀅰mL-1ꎮ 本水培致
病力测定系统中ꎬ通过 B2 菌株的 2 种特征菌液浓
度梯度及 ZJXD菌株的孢子浓度梯度结果可见ꎬ初
始孢子浓度为 106 cfu􀅰mL-1的分生孢子及菌丝混
合菌液较适合用于开展水培系统中的致病力测定ꎬ
所选用的浓度跟盆栽法致病力测定方法中的基本
一致ꎮ
    其次ꎬ孢子与菌丝混合液对巴西蕉的致病力强
于过滤去除菌丝后的孢子ꎬ这一结果与 Zhang
等[14]、Xie等[12ꎬ13]用无菌水刮洗 PDA 平板获得孢
子悬浮液进行致病力测定的相符ꎬ同时ꎬ同一菌株
不同菌液特征处理巴西蕉后的病情指数差异性结
果亦再次证实:过滤去除菌丝后的孢子对巴西蕉的
致病病情指数显著性低于含有菌丝的孢子悬液ꎮ
    再次ꎬ以同一菌株不同菌液特征及不同菌株处
理巴西蕉或粉蕉后的病情指数差异性结果表明ꎬ以
摇培菌液直接稀释与离心后用自来水重悬稀释同
样浓度菌液进行处理的巴西蕉的病情指数间无显
著性差异ꎬ这一研究结果简化了水培致病系统中病
原菌菌液处理过程ꎮ
    最后ꎬ不同地理来源的菌株在水培与盆栽这 2
种不同体系中的致病力差异性呈现一致的变化趋
676
 
  6期 杨腊英ꎬ等:利用香蕉水培系统测定枯萎病病原菌致病力
势ꎬ这说明所建立的水培致病力测定结果可信ꎮ
3.2  水培致病测定系统中不同菌株的致病力分化
    不同菌株以不同特征菌液对巴西蕉与粉蕉的
致病力结果显示ꎬ相同菌株对巴西蕉与粉蕉的致病
力存在明显差异ꎬ这一研究结果与 Cao等[16]、Jack ̄
son等[11]、Guo等[19]的研究结果相似ꎻ不同菌株在
盆栽与水培系统中对巴西蕉的致病力均存在不同
程度的分化ꎬ这一结果与 Zhang 等[14]、Mohamed
等[9]、Groenewald 等[23]、Xie等[12ꎬ13]的研究结果相
似ꎻ其中本实验室分离的云南菌株致病力最强ꎬ与
Tang等[17]的研究结果“红河和西双版纳地区的菌
种接种香蕉、粉蕉和大蕉的发病时间较广东各地区
菌株短”相似ꎬ而与 Zhang等[14]的研究结果存在一
定的差异ꎬ可能是由于所使用的菌株来源地及采集
时间不同所致ꎮ
    但在 2种测定系统中其差异性分化程度存在
差异性ꎬ在盆栽中的菌株间致病力差异性更明显ꎬ
而水培系统中的菌株间的差异性相对较小ꎬ这一研
究结果与另行开展的其他菌株的致病力分化研究
的结果相一致ꎬ即在水培系统下ꎬ菌株间的致病力
差异性小ꎬ可能原因是由于水培系统中所有菌剂能
同样程度的接触到香蕉植株的根部ꎬ且由于摇培液
中存在粗毒素(Cao 等[16]的研究结果认为产镰刀
菌酸的含量与寄主病情指数呈极显著正相关ꎬLi
等[18]的研究结果表明粗毒素接种可诱发与病原菌
类似的病害症状)ꎬ从而不同病原菌对香蕉植株的
入侵程度可能更一致ꎮ
    不同生理小种同一菌株对不同香蕉品种的致
病力存在差异性ꎬ其中 1号生理小种对粉蕉的致病
力强而对巴西蕉的致病力弱或基本不致病ꎮ 通过
解剖球茎观察ꎬRace1菌株对巴西蕉所计算出的致
病力主要源于其能引起球茎出现黄色线而被分为
2级ꎮ 不同生理小种对不同香蕉品种致病力差异
性结果为本实验室建立的水培致病系统用于评价
不同香蕉品种的抗病性提供了辅助依据ꎮ
3.3  结论
    以不同菌株的接种菌液的浓度、同一菌株的不
同特征菌液及不同处理方式对巴西蕉或粉蕉的致
病力差异性分析结果可知ꎬ在水培系统下ꎬ以直接
稀释后达 1×106 cfu􀅰mL-1摇培菌液 50 mL处理香
蕉即可实现对病原菌致病力测定ꎬ且结果与很多研
究者的结果相似ꎮ 同时以分离的不同菌株在水培
系统下与盆栽苗中对不同香蕉品种的致病力呈现
一致性的升降趋势ꎬ进一步证实了建立的水培致病
力测定系统可行ꎮ 与盆栽法测定致病力相比ꎬ水培
致病力测定系统所需的耗材经灭菌后可重复使用ꎬ
有效地降低了成本ꎬ同时可防止盆栽土壤中病原菌
在环境的扩散ꎬ亦因无需使用土壤而有效地保护了
环境ꎮ 水培致病测定系统的建立为香蕉枯萎病菌
转化子致病力衰弱或增强突变体的筛选提供了快
速简便的方法支持ꎬ也为下一步尖孢镰刀菌致病机
理的解析与抗病品种的室内选育奠定了基础ꎮ
参考文献
[1]   Ploetz R C. Panama disease: an old nemesis rears its
ugly head. Part 2. The Cavendish era and beyond [M] .
Online Plant Health Progress doi:10.1094 / PHP ̄2005-
1221 ̄01 ̄RV.
[2]   Ploetz R Cꎬ Thomas J Eꎬ Slabaugh W R. Diseases of
banana and Plaintain. In: Ploetz R C(ed) Diseases of
tropical fruit crops [M] . Wallingford: CABI Publish ̄
ingꎬ 2003. 73-134.
[3]   Ploetz R Cꎬ Pegg K G. Fusarium wilt. In: Jones DR
(ed) Diseases of bananaꎬ abacá and enset [M] .
Wallingford: CABI Publishingꎬ 2000. 143-159.
[4]   Buddenhagen I W. Understanding strain diversity in
Fusarium oxysporum f. sp. cubense and history of
introduction of ‘ tropical race 4’ to better manage
banana production [ J ] . Acta Horticulturaeꎬ 2009ꎬ
828:193-204.
[5]   Dita M Aꎬ Waalwijk Cꎬ Buddenhagenc I Wꎬ et al. A
molecular diagnostic for tropical race 4 of the banana
Fusarium wilt pathogen [ J] . Plant Pathologyꎬ 2010ꎬ
59(2): 348-357.
[6]   Ren X Pꎬ Li X Nꎬ Wu S Hꎬ et al. Banana Fusarium
wilt race 4 biological characteristics and detection con ̄
trol technology ( in Chinese) [J] . Guangdong Agricul ̄
tural Science(广东农业科学)ꎬ 2005ꎬ1:58-59.
[7]   He Xꎬ Huang Q Wꎬ Yang X Mꎬ et al. Screening and
identification of pathogen causing banana Fusarium
wilt and the relationship between spore suspension con ̄
centration and the incidence rate ( in Chinese) [ J] .
Scientia Agricultura Sinica (中国农业科学)ꎬ 2010ꎬ
776
 
植物病理学报 44卷
43(18):3809-3816.
[8]   Hu B Lꎬ Wang B Q. Fusarium wilt of banana seed ̄
lings root inoculation test ( in Chinese) [ J] . Guang ̄
dong Agricultural Science (广东农业科学)ꎬ 1988
(2):38-39.
[9]   Mohamed A Aꎬ Mak Cꎬ Liew K Wꎬ et al. Early
evaluation of banana plants at nursery stage for
Fusarium wilt tolerance [A] . Molina A Bꎬ Nik M N
Hꎬ Liew K W. Banana Fusarium wilt management: to ̄
wards sustainable cultivation. Proceeding of the
international workshop on the banana Fusarium wilt
disease [M] . Los Banosꎬ Lagunaꎬ Philippines: Inter ̄
national Network for the Improvement of Banana and
Plantain ̄Asian and the Pacific Networkꎬ 2001. 174 -
185.
[10] Sun E Jꎬ Su H J. Rapid method for determining
differential pathogenicity of Fusarium oxysporium f. sp.
cubense using banana plantlets[J] . Trop. Agric. (Trin ̄
idad)ꎬ 1984ꎬ (61): 7-8.
[11] Jackson N Kꎬ Peter J. Races and virulence of Fusarium
oxysporium f. sp. cubense on local banana cultivars in
Kenya [ J] . Annals of Applied Biologyꎬ 2001ꎬ 139
(3):343-349.
[12] Xie Y Xꎬ Qi Y Xꎬ Zhang Xꎬ et al. Study on banana
Fusarium wilt pathogen culturing characters and patho ̄
genicity ( in Chinese) [ J] . Plant Protection (植物保
护)ꎬ 2005ꎬ 31(4):71-73.
[13] Xie Y Xꎬ Zhang Xꎬ Qi Y Xꎬ et al. Pathogenicity and
RAPD analysis of pathogens of banana wilt ( in Chi ̄
nese) [ J] . Journal of Tropical Crops (热带作物学
报)ꎬ 2005ꎬ 26(2):68-71.
[14] Zhang Xꎬ Zhang Hꎬ Pu J Jꎬ et al. A preliminary study
on pathogenicity differentiation of Fusarium oxysporum
f. sp. cubense race 4 ( in Chinese ) [ J ] . Chinese
Agricultural Science Bulletin (中国农学通报)ꎬ 2012ꎬ
28(04):172-178.
[15] Li C SꎬHuo X JꎬWei S Lꎬ et al. Evaluation of 5
banana varieties for resistance to Fusarium wilt(Fusar ̄
ium oxysporum f. sp. cubense)( in Chinese) [J] . Jour ̄
nal of Southern Agriculture (南方农业学报)ꎬ 2012ꎬ
43(4):449-453.
[16] Cao Y JꎬCheng PꎬYuG Hꎬ et al. Pathogenic differenti ̄
ation of different Fusarium oxysporum f. sp. cubense
strains ( in Chinese) [ J] . Journal of Tropical Crops
(热带作物学报)ꎬ 2011ꎬ 32(8):1532-1536.
[17] Tang Qꎬ Ji C Yꎬ Li Y Fꎬ et al. Biological characteris ̄
tics and ITS sequence analysis of strains Fusarium
oxysporum f. sp. cubense race 4 from different regions
of Guangdong and Yunnan province ( in Chinese) [J] .
Guangdong Agricultural Science (广东农业科学)ꎬ
2012ꎬ 1:1-5.
[18] Li M Tꎬ Yan Yꎬ Zhang S S. Comparison of pathoge ̄
nicity of Fusarium oxysporum f. sp. cubense and its
crude toxin against banana ( in Chinese) [ J] . Journal
of Tropical Crops (热带作物学报)ꎬ 2010ꎬ 31(3):
446-452.
[19] Guo L Jꎬ Peng Jꎬ Yang L Yꎬ et al. Isolation and iden ̄
tification of plantain (Musa paradisiaca Linn.) Fusari ̄
um wilt disease pathogen and pathogenicity test ( in
Chinese) [J] . Journal of Tropical Crops (热带作物学
报)ꎬ 2013ꎬ 34(1):105-110.
[20] Peng T Cꎬ Chen Y Yꎬ Luo J Yꎬ et al. Research on in
vitro leaves inoculation technique for banana Fusarium
wilt disease ( in Chinese) [J] . Guangdong Agricultural
Science (广东农业科学)ꎬ 2012ꎬ 10:7-9.
[21] Huang X Jꎬ Yang L Yꎬ Xie D Xꎬet al. Screening of
the nutrient solution for static hydroponics of banana
(Musa AAA cavendish Cavendish subgroup cv. ‘ Bra ̄
zil’Brazil) plantlets ( in Chinese) [J] . Tropical Agri ̄
cultural Science (热带农业科学)ꎬ 2012ꎬ 32:1-5.
[22] Fang Z D. Plant pathology research methods ( in Chi ̄
nese) [M] . Peking: China Agriculture Press (北京:
中国农业出版社)ꎬ Third Editionꎬ 2004.153.
[23] Groenewald S. Biology pathogenicity and diversity of
Fusarium oxysporum f. sp. cubense [M] . The Repub ̄
lic of South Africaꎬ Pretoria: University of Pretoriaꎬ
2005.
责任编辑:李晖
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