全 文 ：林业科学研究 2006, 19( 3): 391~ 394
Forest R esearch
文章编号: 10011498( 2006) 03039104
菊花白锈病菌冬孢子萌发的生物学特性
王顺利 1, 刘红霞 2, 戴思兰 1*
( 1.北京林业大学林木花卉遗传育种教育部重点实验室,国家花卉工程技术研究中心,北京 100083;
2.北京林业大学省部共建森林培育与保护重点实验室,北京 100083)
关键词: 菊花白锈病;堀柄锈菌; 冬孢子;萌发生物学特性
中图分类号: S682 1+ 1 文献标识码: A
收稿日期: 20050711
基金项目: 国家林业局 948 项目 ( No. 200124)
作者简介: 王顺利 ( 1980 ! ) ,女,河北正定人,硕士研究生.
* 通讯作者: s ilanda@i s ina. com. cn
A Study on the Germ ination of the Teliospores ofPuccinia hor iana
WANG Shunli1, LIU Hongx ia2, DAI S ilan1
( 1. K ey Laboratory ofG enetics and B reeding in Fores tT rees andO rnam en tal P lan ts, N at ionalF loriculture Engineering Research Center,
Bei jing Forestry Un ivers ity, B eijing 100083, Ch ina; 2. K ey Laboratory of Forest S ilv icu ltu re and Conservat ion of
M inistry of Education, B eijing Fores try Un iversity, B eijing 100083, Ch ina)
Abstract: The white rust , caused byPuccinia horiana w as one of themost mi portant epidem ic d iseases on Chrysanthe
mum, and a lso was a quarantine action pest in the world. T rials determ ined the teliospores germ inating biology ofP. hori
ana : the te liosporesw ere germ inated betw een 4 ∀ and 32 ∀ , while the optmi um tem perature range was 15 ∀ to 24 ∀ ,
especially between 18 ∀ and 21 ∀ . W ater w as necessary for the teliospores germ ination. W ithout free water, it couldn t
germ inate in 24 h, even w ith 100% R. H. The propriety of pH for germ inat ion w as pH 4 to 6. 5, while pH 6 w as themost
favorite. 2% glucose solut ion prom oted the germ ination of the teliospores evidently, whereas the fresh juice of chrysanthe
mum fo liages restrained it prom inent ly. L ight d idn# t in fluence on the germ ination.
K ey words: chrysanthemum white rus;t Puccinia horiana; te liospore; germ ination
菊花 (Dendranthema ∃ grandif lorum ( Ramat) K i
tam. )是中国传统名花,其花色丰富,花型各异,深受
人们的喜爱。同时菊花也是世界四大切花之一,在国
际花卉贸易中占有重要的经济地位。由堀柄锈菌
(Puccinia horiana H ennings)引起的菊花白锈病是发
生在菊花上的重要病害,在美国、欧洲和地中海地区
等被列为检疫性病害 [ 1]。菊花白锈病最早于 1895年
在日本发现 [ 2] , 此后该病随着国际间菊花交流,传播
到世界各地 [ 1]。 1965年以后欧洲一些国家、英国、新
西兰、南美、南非、澳大利亚、美国等相继报道该病的
发生 [ 2]。我国曾于 1963年在上海 [ 3 ]、1997年在山东
潍坊地区 [ 4]、2000年吉林市花圃中有该病发生 [ 5] , 另
外大连、辽宁、兰州有报道发生 [ 6, 7]。Phoriana是单
主寄生菌,专性寄生于菊属 (Chrysanthemum spp. )植
物上,已知可寄生 13种 [ 2]菊属植物。该菌是短循环
型锈菌,只产生冬孢子和担孢子。担孢子存活时间很
短,只有在持续的高湿条件下,才能引起新的侵染 [ 8]。
国外曾有人对该菌冬孢子萌发条件进行了研究 [ 1] ,但
国内尚未有人做过此方面的系统研究。本文对该菌
冬孢子的萌发生物学特性进行研究,以期为通过调节
生态环境,进而控制冬孢子的萌发、侵染以及病害的
流行,提供一定的理论依据。
林 业 科 学 研 究 第 19卷
1 材料与方法
1. 1 冬孢子来源
供试冬孢子采自某农场。将感病的菊花品种
%神马 #移栽于温室内, 接种扩大繁殖病原菌。本试
验均选取病叶背面未破之冬孢子堆。
1. 2 方法
1. 2. 1 温度对冬孢子萌发的影响 刮取菊花白锈
病叶背的冬孢子堆于 1 mL无菌水中,制成冬孢子悬
浮液。在低倍镜 ( 15 ∃ 4)下调节冬孢子浓度为每
视野 40~ 60个,用一支无菌吸管吸取一滴冬孢子悬
浮液滴于载玻片上。把载玻片放在铺有湿润滤纸的
培养皿中的 U 形棒上,置于 4、9、12、15、18、21、24、
27、32 ∀ 的恒温培养箱中培养, 24 h后镜检,观察孢
子萌发数, 计算各处理的萌发率。每个处理重复 3
次。每重复观察 300个孢子。 (以芽管的长度超过
冬孢子直径长度的一半算作萌发 )。
1. 2. 2 湿度对冬孢子萌发的影响 方法与 1. 2. 1
相同, 只是在直径 20 cm的培养皿中注入饱和盐溶
液控制湿度, 每皿放 3个载玻片, 用双层保鲜膜密
封。由 1. 2. 1的试验结果知 18 ∀ 为最适宜的萌发
温度之一,故将培养皿放于 18 ∀ 恒温箱中培养, 24
h后镜检。以后各试验培养温度均为 18 ∀ 。以上
各处理的冬孢子取自同一病叶。
1. 2. 3 不同浮载剂对冬孢子萌发的影响 配制以
下溶液:
( 1) 10 g& L- 1葡萄糖: 称取 0. 1 g葡萄糖溶于
10 mL无菌水中,备用。
( 2) 20 g& L- 1葡萄糖: 称取 0. 2 g葡萄糖溶于
10 mL无菌水中,备用。
( 3) 菊花叶片煎汁: 称取新鲜健康的菊花叶片
0. 2 g,洗净后剪成小块放到干净的小烧杯中,加 10
mL无菌水,用酒精灯加热煮沸 1 m in,备用。
( 4) 菊花鲜汁液:称取新鲜健康的菊花叶片 10
g,洗净后剪成小块,放在干净的研钵中,研磨, 加无
菌水 10 mL稀释后过滤。取滤液备用。
菊花叶片取样部位均为从植株顶部向下数 2~
4片叶。
刮取菊花白锈病叶背冬孢子堆于载玻片上, 加
1滴上述配好的溶液, 放于铺有湿润滤纸的培养皿
中的 U 形棒上, 于 18 ∀ 恒温箱中培养, 24 h后镜
检。以无菌水处理作为对照。以上各处理的冬孢子
均取自同一病叶。
1. 2. 4 不同 pH值对冬孢子萌发的影响 用 pH 计
测自来水的 pH值为 7. 5,作为对照。用 0. 01 mo l&
L
- 1的 HC l溶液和 0. 01 mol& L- 1 NaOH溶液调节无
菌水的 pH值分别为 2. 0、4. 0、6. 0、6. 5、7. 0、8. 0。
刮取菊花白锈病叶背冬孢子堆于载玻片上,加 1滴
上述配好的溶液,放于铺有湿润滤纸的培养皿中的
U 形棒上, 于 18 ∀ 恒温箱中培养, 24 h后镜检。
以上冬孢子取自同一病叶。
1. 2. 5 光照对冬孢子萌发的影响 方法与 1. 2. 1
相同,全黑暗 24 h作为对照,另设两个处理: 全光照
24 h、光暗 12 h交替培养 24 h, 每处理重复 3次, 放
到 18 ∀ 恒温箱中培养, 24 h后镜检。
2 结果与分析
2. 1 温度对冬孢子萌发的影响
P. horiana冬孢子在不同的温度条件下, 萌发
率不同 (见表 1)。 4~ 32 ∀ 都能萌发,其中适宜萌发
的温度范围是 15~ 24 ∀ ,尤其以 18 ~ 21 ∀ 最为合
适。当温度高达 27 ∀ 时, 冬孢子萌发率显著降低,
不超过 10%, 在 32 ∀ 条件下有极少量萌发。当温度
在 12 ∀ 时该病菌冬孢子萌发率在 0. 05水平显著低
于 15 ∀ 条件下的萌发率。温度下降到 4 ∀ 时,冬孢
子有极少量萌发。
表 1 不同温度对 Pucc in ia horiana冬孢子萌发的影响
温度 / ( ∀ ) 观察总数 /个
萌发
数 /个 萌发率 /% 0. 01水平 0. 05水平
4 300 7. 7 2. 6 E d
9 300 76. 7 25. 6 CD c
12 300 60. 3 20. 1 D c
15 300 101. 3 33. 8 BC b
18 300 116. 7 38. 9 AB ab
21 300 137. 7 45. 9 A a
24 300 107. 7 35. 9 ABC b
27 300 22 7. 3 E d
32 300 1 0. 3 E d
注:本文中方差分析均采用邓肯氏法检验, 同列数字后面小写
字母不同表示差异显著 (P = 0. 05 ); 大写字母不同表示差异极显著
(P = 0. 01)。
2. 2 湿度对冬孢子萌发的影响
试验表明,冬孢子的萌发与水滴存在与否有关
(见表 2)。在 24 h内冬孢子只能在水滴中萌发。即
使是在相对湿度为 100%的饱和水汽中而没有水滴
存在,冬孢子在 24 h内也不萌发, 这说明自由水的
存在是冬孢子迅速萌发的必要条件之一。
392
第 3期 王顺利等:菊花白锈病菌冬孢子萌发的生物学特性
表 2 不同相对湿度对 Puccin ia horiana
冬孢子萌发的影响
处理 湿度 /% 观察总数 /个
萌发
数 /个
萌发
率 /%
水滴 100 300 101. 3 33. 8
饱和水汽 100 300 0 0
饱和 NH4H 2 PO 4 93 300 0 0
H2 SO 4 ( 18. 5% ) 90 300 0 0饱和 NH4C l 79. 3 300 0 0
饱和 NaC l+ KC l ( 1: 1) 70 300 0 0
饱和 N aNO 3 65 300 0 0浓 H 2 SO 4 0 300 0 0
2. 3 不同浮载剂对冬孢子萌发的影响
试验结果表明, 菊花白锈病菌的冬孢子在不同
的浮载剂中萌发率不同 (见表 3) , 这与浮载剂的营
养条件有关。其中以 20 g& L- 1葡萄糖、10 g& L- 1
葡萄糖为浮载剂的冬孢子萌发率与在对照 (无菌
水 )中的萌发率在 0. 01水平上没有显著差异。而以
叶片煎汁 (煮沸 1 m in)以及叶片鲜汁液为浮载剂的
冬孢子萌发率在 0. 05水平上显著低于对照 (无菌
水 )。这是否与破坏菊花叶片后,叶片中释放出一些
抑制菊花白锈病菌冬孢子萌发的物质有关, 尚待进
一步确定。冬孢子在 20 g& L- 1葡萄糖中的萌发率
在 0. 05水平显著高于对照,这与 20 g& L- 1葡萄糖
溶液对冬孢子萌发提供了一定的营养有关。
表 3 不同浮载剂对 Pucc in ia horiana
冬孢子萌发的影响
处理 观察数 /个
萌发
数 /个
萌发
率 /% 0. 01水平 0. 05水平
20 g& L- 1葡萄糖 300 86 28. 7 A a
10 g& L- 1葡萄糖 300 62 20. 7 AB b
无菌水 ( CK) 300 53. 7 17. 9 AB b
叶片煎汁 (煮沸 1 m in) 300 48. 7 16. 2 B b
叶片鲜汁 300 8. 3 2. 8 C c
2. 4 不同 pH值对冬孢子萌发的影响
图 1 不同 pH值条件 Puccinia horiana冬孢子萌发率
由试验可知,冬孢子萌发因不同 pH值条件而有
差异 (见图 1)。冬孢子在弱酸条件下萌发率最高。
而碱性条件 ( pH值 8. 0)和强酸性条件 ( pH值 2. 0)均
不利于冬孢子的萌发。并且 pH值 6. 0条件下冬孢子
的萌发率在 0. 05水平显著高于其他 pH值条件。
2. 5 不同光照条件对冬孢子萌发的影响
如表 4所示, 不同光照条件对 P. horiana冬孢
子萌发影响不大。全光照处理和 12 h光暗交替培
养条件下, P. horiana冬孢子萌发率与对照 (全黑
暗 )相比没有显著差异。
表 4 不同光照处理对 Puccinia horiana
冬孢子萌发的影响
处理 观察总数 /个 萌发数 /个 萌发率 /% F值
12 h光暗交替处理 300 139. 3 46. 4 0. 77
全光照处理 300 131. 3 43. 8
全黑暗处理 ( CK ) 300 144 48. 0
注: F 0. 01 ( 2, 6 ) = 10. 9, F 0. 05 ( 2, 6 ) = 5. 14
3 结论与讨论
对该病菌孢子萌发的适宜温度的研究, 英国报
道孢子萌发适宜温度为 4~ 21 ∀ , 但日本研究认为
是 6~ 21 ∀ [ 1] ;本研究发现:冬孢子在 4~ 32 ∀ 均可
萌发,适宜的萌发温度为 15~ 24 ∀ ,尤其以 18~ 21
∀ 最为合适。由于该病菌存在不同的生理小种 [ 1] ,
这种萌发温度的差异是否是由于 P. horiana不同的
生理小种造成, 尚不确定。但是从这些研究结果来
看,菊花白锈病菌属低温型病菌。另外, 本试验研究
确定自由水是冬孢子萌发的必要条件之一, 故在低
温高湿条件下该病发生严重。一般在秋季昼夜温差
较大,早晨易形成露水, 或者冬季温室栽培通风少,
棚室内相对湿度大,在这两种低温情况下,叶片上易
形成水膜,常常导致该病大爆发。不同浮载剂对冬
孢子萌发的影响以及萌发适宜的 pH 值, 目前尚未
见到相关报道,本文确定 20 g& L- 1葡萄糖溶液有利
于冬孢子萌发, 但叶片鲜汁液对冬孢子萌发有抑制
作用;萌发的最适 pH值为 6。关于光对孢子萌发的
影响,众说不一 [ 3]。据本试验观察,光对冬孢子的萌
发无显著影响。
近年来, 中国已经有一批切花菊生产单位供应
国际市场,并且与国外花卉企业有频繁的菊花交流
和贸易往来, 这必然增加了中国菊花发生菊花白锈
病的危险性。因此, 我国首先应该在检疫上严格把
关,杜绝可疑苗木或者切花产品进入生产。其次, 对
病原物与寄主之间的微观关系进行研究, 通过控制
生态条件,降低病原菌数量,制约病原孢子的萌发和
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林 业 科 学 研 究 第 19卷
侵入, 从而降低病害流行是一条行之有效的途径。
我国是菊花的故乡,现有品种约 4 000个 [ 9 ] ,这对于
抗病育种来说是一个巨大的种质资源宝库。如何挖
掘利用这些宝贵资源,值得深入研究。
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(上接封二 )
刊物简介: 刊载林业经济方面的研究论文。涉及领域包括: 林业管理问题、林业协调与合作、管理经济、林业工业分析、工
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( 7) JOURNAL OF FOREST RESEARCH
ISSN: 1341- 6979; 6期 /年。
刊物简介: 刊载所有林业科学领域方面的应用和基础研究论文、综述论文和通讯文章。投稿地址: S. Nagata. c /o C enter
for Academ ic Pub lications Japan, 2- 4- 16 Yayo,i Bunkyo- ku, Tokyo 113- 0032, Japan. E- m ai:l fo rest@ cap.j or. jp。
( 8) NEW FORESTS
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4 投稿
研究人员在源期刊中查找到与自己稿件的专业方向相吻合的期刊后, 再根据这些期刊的影响因子 ( Impact Factor)选择适
合自己稿件水平的期刊。影响因子越大,相对来说期刊的影响力越大, 学术水平也越高,对来稿的要求也越高。
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Gu ide for Authors 外,还应多阅读该期刊近年来发表的论文。除充分了解编辑部对投稿的一般要求外, 还应对该期刊所刊载
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