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Identification of the pathogen of Zanthoxylum bungeanum ear blight

花椒枯穗病病原鉴定



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  43(3): 310 ̄313(2013)
收稿日期: 2012 ̄04 ̄07ꎻ 修回日期: 2013 ̄02 ̄17
基金项目: 农业部成果转化项目(2008GB2A200011)
通讯作者: 杨文香ꎬ 教授ꎬ 主要从事植物病理学研究ꎻ E ̄mail: wenxiangyang2003@163. comꎻ
赵京献ꎬ 研究员ꎬ主要从事林木栽培学研究ꎻ E ̄mail: zhaojingxian1969@yahoo. com. cnꎮ
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研究简报
花椒枯穗病病原鉴定
刘 峰1ꎬ 杨文香1∗ꎬ 张 娜1ꎬ 赵京献2∗ꎬ 郭伟珍2ꎬ 张 汀1ꎬ 刘大群1
( 1 河北农业大学 植物保护学院ꎬ 保定 071000ꎻ 2河北省林业科学研究院ꎬ 石家庄 050061)
Identification of the pathogen of Zanthoxylum bungeanum ear blight   LIU Feng1ꎬ
YANG Wen ̄xiang1ꎬ ZHANG Na1ꎬ ZHAO Jing ̄xian2ꎬ GUO Wei ̄zhen2ꎬ ZHANG Ting1ꎬ LIU Da ̄qun1
( 1 College of Plant Protectionꎬ Agricultural University of Hebeiꎬ Baoding 071000ꎬChinaꎻ 2 Forestry Research Institute of Hebei
ProvinceꎬShijiazhuang 050061ꎬChina)
Abstract: Ten Zanthoxylum bungeanum ear blight diseased samples were collected from the Research Base of
Forestry Research Institute of Hebei Province of China during 2009. Three isolates were obtained from
diseased samples and no distinct difference could be observed among them. The fungus E ̄1 was determined to
be responsible for this disease by the Koch’s Postulation. Morphological and the phylogenetic tree constructed
based on ITS sequences showed that the morphological characters were the same as Alternaria alternata and the
homology between E ̄1 and A. alternata was up to 100 percent. It indicated that E ̄1 was A. alternate
(JQ973810) .
Key words: Pricklyash peel ear blightꎻ pathogene identificationꎻ ITSꎻ Alternaria alternata
文章编号: 0412 ̄0914(2013)03 ̄0310 ̄04
    花椒ꎬ是我国著名的调料香味植物ꎮ 我国是花
椒种植大国ꎬ除东北、内蒙古以外其他各省自治区
均有分布ꎮ 花椒生长发育过程中ꎬ常受到流胶病、
锈病、根腐病、枝枯病、菟丝子等的危害ꎬ直接影响
花椒的产量、品质和经济效益ꎬ严重制约花椒产业
的持续快速发展ꎮ 有效防治花椒病害显得尤为重
要ꎮ 2009 年河北省林科院花椒生产基地发生一种
花椒新病害ꎬ该病害可引起叶片的褐斑和穗轴坏
死ꎬ造成花椒穗枯死ꎬ被称之为花椒枯穗病ꎮ 该病
发生速度快ꎬ且尚无有效的防治方法ꎬ目前尚不能
明确其病原物ꎮ 该病害为我国首次报道ꎬ明确该病
害病原物对有效控制病害具有重要意义ꎮ
核糖体 RNA 是由高度重复序列组成的多基
因家族ꎬ每个重复单位包括 18S rDNA、ITS1、5. 8S
rDNA、ITS2 和 28S rDNAꎮ ITS 序列短ꎬ容易扩增
或克隆ꎬ从细菌、真菌到高等动植物的 rDNA 的编
码区高度保守ꎬ在真菌分子系统学的研究中广泛使
用[1]ꎮ 将待测真菌 ITS区段的DNA扩增并测序ꎬ然
后与数据库中的信息进行比较ꎬ可以确定许多供试
真菌的分类地位ꎬ也可对真菌类群作系统发育分析ꎮ
本研究以花椒枯穂病为研究对象ꎬ利用柯赫氏
法则确定引起该病害的微生物ꎬ利用形态学和 ITS
方法鉴定引起该病的病原ꎬ以期为该病害的有效控
制提供理论依据ꎮ
1  材料与方法
1. 1  试验材料
病植株和健康植株由河北省林业科学研究院
 
  3 期     刘 峰ꎬ等:花椒枯穗病病原鉴定
提供ꎻ试验使用的 PDA、PCA 培养基、PD 培养液、
LB固体培养基、LB 液体培养基ꎬ按照«微生物学
实验指导»配制ꎮ
1. 2  病原物的分离
利用组织分离培养法[2]ꎬ从发病的不同病枝
上取发病的叶、茎、穗ꎬ用自来水冲洗ꎬ经 0. 1%升
汞表面消毒 1 min 后ꎬ用无菌水冲洗 3 次ꎬ置于
PDA培养基上 27℃培养ꎬ最后一次无菌水作为阴
性对照ꎬ观察微生物的生长情况ꎮ
1. 3  菌株的回接验证
利用柯赫氏法则ꎬ选取纯化的菌株配成 108
cfu / L的孢悬液备用ꎻ将健康且相同品种的花椒枝
用 70 %的酒精表面消毒ꎬ无菌水冲洗 3 次ꎬ备用ꎮ
将配好的孢悬液用灭菌的脱脂棉吸取包裹在健康
消毒处理过的花椒枝上ꎬ26 ~ 27℃保湿培养ꎬ以不
接菌为对照ꎬ3 d 后开始检查结果ꎬ每隔 2 d 检查
一次ꎮ
1. 4  病原真菌的鉴定
1. 4. 1  病原真菌的生物学特征  通过病原真菌在
PDA和 PCA培养基上的培养ꎬ观察不同时期真菌
菌落的形态、大小、结构、颜色ꎬ确定其生长的最适
温度ꎮ 在显微镜下观察真菌孢子的形态、大小、结
构ꎬ参考 Zhang[3]对链隔孢种的特征描述进行种的
鉴定ꎬ确定该病原物的分类地位ꎮ
1. 4. 2  病原真菌 ITS序列的扩增  CTAB法[4]提取
真菌基因组DNAꎬ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
在 25 μL PCR 反应体系中完成扩增反应ꎬ其
中包括:2. 5 μL 10 × Buffer、1 μL 模板 DNA、0. 5
μL 10 mmol / L dNTP、0. 4 μL 2. 5 U Taq 酶、1. 0
μL 10 pmol / L引物 ITS1、1. 0 μL 10 pmol / L 引物
ITS4ꎬdd H2O补足 25 μLꎮ
反应程序:95℃预变性 3 minꎬ94℃变性 40 sꎬ
50℃退火 1 minꎬ72℃延伸 1 minꎬ30 个循环ꎻ最后
72℃延伸 10 minꎮ PCR 产物用 1%琼脂糖电泳检
测ꎮ 用 TaKaRa Agarose Gel DNA Purification Kit
Ver. 2. 0 从琼脂糖凝胶中回收纯化扩增产物ꎮ
1. 5  数据分析
扩增产物经纯化后送上海生物工程服务有限
公司测序ꎬ所得序列与 GenBank 中 ITS 序列进行
同源性比较ꎬ用 MegAlign软件构建系统发育树ꎮ
2  结果与分析
2. 1  病原菌的分离
利用组织分离培养法ꎬ从不同的无刺花椒发病
植株上分离到 3 株真菌菌株ꎬ培养后显微观察发现
其形态相同ꎬ为同一种真菌ꎬ编号为 E ̄1ꎮ 将病原菌
E ̄1接种活体花椒枝条ꎬ每隔2 d 接种1次ꎬ共接种3
次ꎮ 接种 7 d 后花椒叶片出现坏死斑ꎬ花椒穗底端
与茎连接处变黑ꎬ最终导致穗枯萎(图 1)ꎬ与田间发
病症状一致ꎬ再次从接种发病的植株上分离获得与
接种物一致的微生物ꎬ说明其为致病微生物ꎮ
Fig. 1  Symptoms of the test plant at 7 days after inoculation
A: E ̄1 inoculationꎻ B: Sterile water inoculationꎻ C: Disease developed on lived Pricklyash peel ear.
113
 
植物病理学报 43 卷
2. 2  病原物形态学特性观察结果
病原菌 E ̄1 在 PDA 平板上生长良好ꎬ28℃培
养 6 ~ 8 dꎬ直径可达 70 ~ 85 mmꎮ 菌落圆形ꎬ在开
始的 1 ̄2 d 为白色ꎬ3 d 后中间部位开始变为黑绿
色ꎬ具有明显的浅灰与墨绿色的同心纶纹ꎬ基内菌
丝和气生菌丝均发达ꎬ气生菌丝呈薄层絮状ꎬ初无
色或淡色ꎬ后呈不同程度的褐色ꎬ菌丝多隔ꎬ多分
枝ꎮ 分生孢子梗单生或数根簇生ꎬ直立ꎬ分隔ꎬ淡褐
色至褐色ꎬ(33. 0 ~ 75. 0) μm × (4. 0 ~ 5. 5) μmꎬ
产孢方式为合轴式延伸ꎮ 分生孢子单生或短簇生ꎬ
倒棍棒形ꎬ卵形ꎬ倒梨形或近椭圆形ꎬ淡褐色至褐
色ꎬ表面光滑或具微刺ꎬ具 3 ~ 8 个横膈膜和 1 ~ 4
个纵、斜隔膜ꎬ分隔处不隘缩或略隘缩ꎬ大小为
(22. 5 ~ 40. 8) μm × (8. 0 ~ 13. 5) μmꎮ 分生孢子
短喙为柱状或锥状ꎬ淡褐色ꎬ(8. 0 ~ 25. 0) μm ×
(2. 5 ~ 4. 5) μmꎬ部分转变为产孢细胞(假喙)ꎮ
PCA 培养基上进行产孢培养ꎬ发现在分生孢子梗
的上部形成特征性的具短分枝的孢子链ꎬ支链一般
长 1 ~ 5 个孢子ꎬ因连续次生产孢ꎬ分生孢子形态、
大小变异幅度较大(图 2)ꎮ
2. 3  ITS序列扩增结果及分析
用真菌特异性引物 ITS1 / ITS4 扩增病原菌 E ̄
1 的 ITS序列ꎬ获得 600 bp左右的片段ꎮ ITS序列
扩增产物经回收、克隆、测序ꎬ获得 570 bp 的片段ꎬ
经 Blast同源性比对ꎬ发现该病原菌与 A. alternate、
A. arborescens、 A. tenuissima、 A. longipes、 A. dest ̄
ruens和 A. brasscae的同源性均为 100% ꎮ
3  讨论
本研究结合形态学和分子生物学手段ꎬ从发病
的花椒植株上分离到病原菌ꎬ经培养观察其菌落形
态ꎬ菌丝及分生孢子的结构、颜色及产孢表型等生
理特性ꎬ与真菌链格孢属一致ꎮ 分离到的病原菌经
回接验证ꎬ与田间发病症状一致ꎮ 同时利用真菌特
异性引物扩增其 ITS 区序列并测序ꎬ与 GenBank
比对发现ꎬ该病原菌与 A. alternate、A. arborescens、
A. tenuissima、A. longipes、A. destruens 和 A. brass ̄
cae的同源性均为 100% ꎮ 综合形态学和分子生物
学鉴定结果ꎬ确定引起花椒枯穗病的病原物为 A.
alternata(JQ973810)ꎮ
本研究证明 A. alternata 是引起花椒枯穗病的
病原物ꎮ A. alternata可以引起多种植物病害ꎬ如禾
本科作物小麦黑胚病ꎬ果树类枣黑斑病、梨黑斑病ꎬ
花卉类菊花黑斑病[5]等ꎬ但无危害花椒的报道ꎮ
本研究明确了该病的病原ꎬ对病害防治具有指导意
义ꎮ 该病原物在其他寄主上的致病性有待进一步
研究ꎬ以探明其寄主范围ꎮ
Fig. 2  Pathogenic forms
A: Colony morphologyꎻ B: Conidia and conidiophore morphologyꎻ C: Conidial chain of the pathogenꎻ
D: Sporulation pattern of the pathogen from 7 ̄day ̄old potato carrot agar medium.
213
 
  3 期     刘 峰ꎬ等:花椒枯穗病病原鉴定
参考文献
[1]   Zhao G Zꎬ Zhang T Yꎬ Cao A Xꎬ et al. Phylogenetic
relationships of Alternaria and related genera and taxo ̄
nomic status of A. leucanthemi inferred from ITS
rDNA sequence analysis ( in Chinese) [J] . Mycosys ̄
tema (菌物学报)ꎬ 2006ꎬ 259(2): 184 -191.
[2]   Fang Z D. Disease research methods ( in Chinese)
[M] . Beijing: China Agricultural Press(北京:中国农
业出版社)ꎬ 1998.
[3]   Zhang T Y. Flora fungorum finicorum: Alternaria ( in
Chinese) [M] . Beijing: Science Press(北京:科学出
版社)ꎬ 2003.
[4]   Han L Gꎬ Yuan Yꎬ Wang G. Extraction of DNA from
filamentous fungal tissues ( in Chinese) [J] . Biotech ̄
nology(生物技术)ꎬ 1999ꎬ (6): 8 -41.
[5]   Xu G Jꎬ Chen F D. Isolation and identification of Al ̄
ternaria sp. causing black spot in chrysanthemum
(Dendran thema × grandiflorum) ( in Chinese) [ J] .
Jiangsu Journal of Agricultural Sciences(江苏农业科
学)ꎬ 2009ꎬ 25(4): 752 -757.
责任编辑:于金枝
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