【目的】 对侵染牛心柿引起炭疽病的病原菌进行分离鉴定,分析其致病性,初步构建其侵染谱,为柿树病害的病原诊断和防治提供理论依据和技术支持。【方法】 通过组织分离法和单孢分离法从感病牛心柿的果实、叶片和嫩梢中分离病原菌,根据菌落和孢子形态特征及其rDNA-ITS 序列分析进行种类鉴定,采用以菌饼进行伤口和非伤口接种、孢子悬浮液进行喷雾接种的离体接种试验分析其致病性。【结果】 从感病牛心柿果实、叶片和嫩梢中分离获得9个病原菌分离物,菌落及孢子形态特征显示均为炭疽菌。以真菌转录间隔区通用引物ITS6和ITS4为引物,以菌丝总DNA为模板,扩增获得病原菌rDNA-ITS基因片段,经rDNA-ITS 序列分析和系统进化树的构建,将该病原物鉴定为柿树炭疽菌,将其rDNA-ITS基因序列提交到GenBank数据库(基因登录号KF010811)。牛心柿炭疽病菌和次郎炭疽病菌对不同品种柿树的致病性相同,均无差异性,对果实的致病性比叶片强; 接种7天后,叶片无病斑或病斑较小,菌饼无伤口接种几乎不发病,在叶片上不产生病斑,果实上病斑较小; 不同的接种方式在果实和叶片上产生的病斑大小为: 菌饼伤口接种 > 孢子悬浮液接种 > 菌饼无伤口接种; 牛心柿炭疽病菌和次郎炭疽菌对桃、苹果、梨等果树的叶片和果实均不致病。【结论】 柿炭疽病菌具有一定的专性寄生性,对除柿树外的其他果树不致病,且在遗传上有一定的保守性,因地理距离产生的变异很小,这些特性对于柿炭疽病的防治具有重要意义,在一定程度上可以避免或削弱因病菌的遗传变异而产生的抗药性,从而有利于炭疽病的防治。在柿树有伤口时最易侵染致病,雨天或高湿度的情况下经孢子侵染致病的可能性居其次。在田间管理时注意避免造成柿树伤口感染,或者避免在下雨天气进行修剪,可最大程度地减轻或消除柿树炭疽病菌的侵染以及柿炭疽病的发生和流行,从而在一定程度上解决该病流行而造成的减产问题。
【Objective】 This study aims to isolate and identify a pathogen which infects the persimmon plants and causes persimmon anthracnose, then investigate the pathogenicity so as to analyze its infect spectrum, and provide the theoretical basis and technical assistance for the pathogenic diagnosis and disease control of persimmon anthracnose in persimmon productivity.【Methods】 The pathogen was isolated from anthracnose lesions on beef heart persimmon fruits, leaves and twigs in the persimmon orchards in Zhujiapo town, Linju county, Zhuge town, Yishui county and Wanjishan experimental station of Shandong Institute of Pomology with tissue separation and single spore separation, and identified by morphological characteristics and rDNA-ITS sequence analysis. The pathogenicity was investigated via in vitro inoculation test by disk-wound inoculation, disk-no-wound inoculation and spore-suspension inoculation. 【Results】 Nine isolates were obtained from persimmon fruits, leaves and twigs via tissue separation and single spore separation. The analysis of morphological characteristics showed that the 9 isolates belong to genus Colletotrichum. Then rDNA-ITS sequence analysis, via PCR amplification with the universal primers of ITS6 and ITS4, showed that the 9 isolates obtained were in full accord with the morphological observation, and the nucleotide sequence of rDNA-ITS gene (GenBank accession No. KF010811) shared 100%, 100% and 99.8% identity with that of anthracnose pathogens on Jiro persimmon (JQ957543), ‘Wuheshi‘ persimmon in Zhejiang (AY787483) and New Zealand isolate (GQ329690) respectively. The phylogenetic analysis based on ITS sequences showed that beef heart persimmon isolate was located at the same branch of phylogenetic tree with the isolates of Jiro persimmon (JQ957543), ‘Wuheshi‘ persimmon in Zhejiang (AY787483, AY791890) and New Zealand persimmon (GQ329687, GQ329688 and GQ329690), which indicated that the pathogen causing the anthracnose disease of beef heart persimmon could be identified as Colletotrichum horii. The in vitro inoculation test showed that there was equal pathogenicity on different persimmon cultivars between ‘Niuxinshi‘ isolate and ‘Cilang‘ isolate of C.horii, and they have no pathogenicity on peach, apple and pear. On the 7th day after inoculation, the lesions on persimmon fruits were much larger than that on leaves, there were no symptoms on leaves via disk-no-wound inoculation, and lesions were small via spore suspension inoculation. The lesion size on fruits and leaves via different inoculation was inthe following order of:disk-wound inoculation > spore-suspension inoculation > disk-no-wound inoculation. 【Conclusions】C.horii possessed a certain degree of obligate parasitic and genetic conservatism, with no pathogenicity to other fruit trees besides persimmon and little variation due to the geographic distance. These characteristics were significant for the control of persimmon anthracnose, which could play an important role in avoiding and weakening the resistance to chemicals due to the genetic variation of the pathogen, and thus facilitate the control of persimmon anthracnose, and guarantee quality of fruits and increase persimmon productivity. The wound infection by the pathogen will occurred most easily, followed by spore infecton in raining days or under the high humidity condition, which indicated that the pathogen infection, the occurrence and popularity of persimmon anthracnose will be avoided or eliminated largely by reducing persimmon wound in the field management and avoiding pruning in raining days. Thus, the measures would to some extent solve the problem of lost production in persimmon due to the popularity of persimmon anthracnose.
全 文 :第 51 卷 第 4 期
2 0 1 5 年 4 月
林 业 科 学
SCIENTIA SILVAE SINICAE
Vol. 51,No. 4
Apr.,2 0 1 5
doi:10.11707 / j.1001-7488.20150416
收稿日期: 2013 - 12 - 16; 修回日期: 2014 - 07 - 02。
基金项目: “十二五”农村领域国家科技计划项目(2013BAD14B0504) ; 山东省农业良种工程项目(2012LZ010; 2013LZ12)。
* 艾呈祥为通讯作者。
山东牛心柿炭疽病菌的分离鉴定及致病性*
余贤美1 侯长明2 王 洁1 王海荣1 安 淼1 艾呈祥1
(1.山东省果树研究所 泰安 271000; 2.山东省农业科学院 济南 250100)
摘 要: 【目的】对侵染牛心柿引起炭疽病的病原菌进行分离鉴定,分析其致病性,初步构建其侵染谱,为
柿树病害的病原诊断和防治提供理论依据和技术支持。【方法】通过组织分离法和单孢分离法从感病牛心
柿的果实、叶片和嫩梢中分离病原菌,根据菌落和孢子形态特征及其 rDNA-ITS 序列分析进行种类鉴定,采用
以菌饼进行伤口和非伤口接种、孢子悬浮液进行喷雾接种的离体接种试验分析其致病性。【结果】从感病牛
心柿果实、叶片和嫩梢中分离获得 9 个病原菌分离物,菌落及孢子形态特征显示均为炭疽菌。以真菌转录间
隔区通用引物 ITS6 和 ITS4 为引物,以菌丝总 DNA 为模板,扩增获得病原菌 rDNA-ITS 基因片段,经 rDNA-ITS
序列分析和系统进化树的构建,将该病原物鉴定为柿树炭疽菌,将其 rDNA-ITS 基因序列提交到 GenBank 数
据库 (基因登录号 KF010811)。牛心柿炭疽病菌和次郎炭疽病菌对不同品种柿树的致病性相同,均无差异
性,对果实的致病性比叶片强 ; 接种 7 天后,叶片无病斑或病斑较小,菌饼无伤口接种几乎不发病,在叶片上
不产生病斑,果实上病斑较小 ; 不同的接种方式在果实和叶片上产生的病斑大小为: 菌饼伤口接种 > 孢子
悬浮液接种 > 菌饼无伤口接种 ; 牛心柿炭疽病菌和次郎炭疽菌对桃、苹果、梨等果树的叶片和果实均不致
病。【结论】柿炭疽病菌具有一定的专性寄生性,对除柿树外的其他果树不致病,且在遗传上有一定的保守
性,因地理距离产生的变异很小,这些特性对于柿炭疽病的防治具有重要意义,在一定程度上可以避免或削
弱因病菌的遗传变异而产生的抗药性,从而有利于炭疽病的防治。在柿树有伤口时最易侵染致病,雨天或高
湿度的情况下经孢子侵染致病的可能性居其次。在田间管理时注意避免造成柿树伤口感染,或者避免在下
雨天气进行修剪,可最大程度地减轻或消除柿树炭疽病菌的侵染以及柿炭疽病的发生和流行,从而在一定程
度上解决该病流行而造成的减产问题。
关键词: 牛心柿; 柿树炭疽病; 病原分离与鉴定; rDNA-ITS 序列分析; 离体接种试验
中图分类号: S736. 15 文献标识码: A 文章编号: 1001 - 7488(2015)04 - 0126 - 08
Identification of Pathogen Causing Beef Heart Persimmon
Anthracnose in Shandong and Its Pathogenicity
Yu Xianmei1 Hou Changming2 Wang Jie1 Wang Hairong1 An Miao1 Ai Chengxiang1
(1 . Shandong Institute of Pomology Tai’an 271000; 2 . Shandong Academy of Agricultural Sciences Ji’nan 250100)
Abstract: 【Objective】This study aims to isolate and identify a pathogen which infects the persimmon plants and causes
persimmon anthracnose,then investigate the pathogenicity so as to analyze its infect spectrum,and provide the theoretical
basis and technical assistance for the pathogenic diagnosis and disease control of persimmon anthracnose in persimmon
productivity.【Methods】The pathogen was isolated from anthracnose lesions on beef heart persimmon fruits,leaves and
twigs in the persimmon orchards in Zhujiapo town,Linju county,Zhuge town,Yishui county and Wanjishan experimental
station of Shandong Institute of Pomology with tissue separation and single spore separation, and identified by
morphological characteristics and rDNA-ITS sequence analysis. The pathogenicity was investigated via in vitro inoculation
test by disk-wound inoculation,disk-no-wound inoculation and spore-suspension inoculation. 【Results】Nine isolates were
obtained from persimmon fruits, leaves and twigs via tissue separation and single spore separation. The analysis of
morphological characteristics showed that the 9 isolates belong to genus Colletotrichum. Then rDNA-ITS sequence analysis,
via PCR amplification with the universal primers of ITS6 and ITS4,showed that the 9 isolates obtained were in full accord
with the morphological observation,and the nucleotide sequence of rDNA-ITS gene (GenBank accession No. KF010811)
第 4 期 余贤美等: 山东牛心柿炭疽病菌的分离鉴定及致病性
shared 100%,100% and 99. 8% identity with that of anthracnose pathogens on Jiro persimmon ( JQ957543 ),
‘Wuheshi’persimmon in Zhejiang (AY787483) and New Zealand isolate (GQ329690) respectively. The phylogenetic
analysis based on ITS sequences showed that beef heart persimmon isolate was located at the same branch of phylogenetic
tree with the isolates of Jiro persimmon ( JQ957543),‘Wuheshi’persimmon in Zhejiang (AY787483,AY791890) and
New Zealand persimmon ( GQ329687,GQ329688 and GQ329690 ),which indicated that the pathogen causing the
anthracnose disease of beef heart persimmon could be identified as Colletotrichum horii. The in vitro inoculation test
showed that there was equal pathogenicity on different persimmon cultivars between‘Niuxinshi’ isolate and‘Cilang’
isolate of C. horii,and they have no pathogenicity on peach,apple and pear. On the 7th day after inoculation,the lesions
on persimmon fruits were much larger than that on leaves, there were no symptoms on leaves via disk-no-wound
inoculation,and lesions were small via spore suspension inoculation. The lesion size on fruits and leaves via different
inoculation was inthe following order of: disk-wound inoculation > spore-suspension inoculation > disk-no-wound
inoculation. 【Conclusions】C. horii possessed a certain degree of obligate parasitic and genetic conservatism,with no
pathogenicity to other fruit trees besides persimmon and little variation due to the geographic distance. These
characteristics were significant for the control of persimmon anthracnose,which could play an important role in avoiding
and weakening the resistance to chemicals due to the genetic variation of the pathogen,and thus facilitate the control of
persimmon anthracnose,and guarantee quality of fruits and increase persimmon productivity. The wound infection by the
pathogen will occurred most easily,followed by spore infecton in raining days or under the high humidity condition,which
indicated that the pathogen infection, the occurrence and popularity of persimmon anthracnose will be avoided or
eliminated largely by reducing persimmon wound in the field management and avoiding pruning in raining days. Thus,the
measures would to some extent solve the problem of lost production in persimmon due to the popularity of persimmon
anthracnose.
Key words: beef heart persimmon; persimmon anthracnose; pathogen isolation and identification; rDNA-ITS
sequence analysis; in vitro inoculation
柿(Diospyros kaki)原产于我国秦岭山区,是我
国特有的一种果树。柿子美味多汁,富含胡萝卜素、
维生素 C、果糖和钙、磷、铁等矿物质,可减轻喉痛、
口舌生疮、肺热咳嗽病症,对高血压等有良好的缓解
作用,柿子已在中国、日本、韩国、新西兰、意大利、巴
基斯坦、法国等诸多国家广泛栽培种植(Kitagawa et
al.,1984; Yonemori et al.,2008; Du et al.,2010)。
目前柿子已有2 000多个品种,其中 960 多个品种为
栽培种(Zhang,2008)。牛心柿因其果实形似牛心
而得名,其个大味甜、肉细汁多,脱涩后脆酥利口,烘
吃汁多甘甜; 晒制的牛心柿饼,甜度大、纤维少、质
地软、香甜可口,具有较高的鲜食及加工价值。柿树
炭疽病是为害柿子的一种重要病害,也是一种毁灭
性的病害,该病菌能够侵染嫩梢,叶片(主要为害叶
柄和叶脉)和果实,导致嫩梢枯萎、落叶、落果和果
实腐烂等,严重的可导致植株死亡,常造成重大经济
损失,已成为阻碍柿产业发展的重大病害 (刘开启
等,1988; Lee et al., 2004; 张 敬 泽 等, 2005;
Zhang,2008)。高温多雨是该病害发生和流行的决
定因素,生产上主要通过加强栽培管理措施、提高树
势,铲除病毒来源、清除病苗,同时结合药剂保护
等措施进行防治(刘开启等,1988)。
炭疽菌是一类重要的植物病原真菌,能够侵染
多种植物引起炭疽病,常造成严重的经济损失,但在
分类学上很混乱,急需修正 ( Cannon et al.,2008;
Hyde et al.,2009)。形态学分类对于炭疽菌的鉴定
尚有不足,分子生物学技术尤其是系统进化树分析
已逐渐成为炭疽菌种类界定的有用工具( Shenoy et
al.,2007; Than et al.,2008; Cai et al.,2009)。柿树
炭疽病菌曾被鉴定为柿盘长孢菌(Gloeosporium kaki
Hori)(Hori,1910a;1910b; Ito,1911)、胶孢炭疽菌
(Colletotrichum gloeosporioides) (张敬泽等,2005),
基于分子生物学和形态学特征,Weir 等(2010)将柿
树炭疽病菌确定为为柿树炭疽菌 ( Colletotrichum
horii)。
本试验采自感病牛心柿(D. kaki cv. Niuxinshi)
果实、叶片和嫩梢的病原物并进行鉴定,分析其致病
性,初步了解该病原菌的侵染谱,为柿树病害病原诊
断和病害防治提供理论依据和技术支持。
1 材料与方法
1. 1 试剂
真菌 DNA 提取试剂盒 ( E. Z. N. A. Fungal
DNA Kit) 购自 OMEGA 公司,TaKaRa TaqTM DNA
721
林 业 科 学 51 卷
Polymerase,GoldviewTM Nucleic Acid Stain,TaKaRa
Agarose Gel DNA Purification Kit,pGEM-T easy clone
vector 等试剂购自宝生物工程(大连)有限公司。
1. 2 病原物分离和回接试验
感病样品采自山东临朐县朱家坡、沂水诸葛镇
及山东省果树研究所万吉山试验基地柿子园。采用
组织分离法和单孢分离法(方仲达,1998)从感病果
实、叶片和嫩梢的病健交界处分离病原物,并按照柯
赫氏法则进行回接试验。
1. 3 病原菌形态特征观察
单孢分离后接种于 PDA 培养基上于 25 ℃、光
周期 12 h 的条件下进行培养。培养 2 周后观察记
录菌落形态,从培养 7 ~ 10 天的平板中挑取分生孢
子进行镜检并记录孢子的形状、大小。
1. 4 rDNA-ITS 序列分析和系统进化树分析
1. 4. 1 DNA 提取和 PCR 扩增 采用真菌 DNA 提
取试剂盒从纯培养物菌丝中提取总 DNA,操作严格
按照说明书进行。提取的 DNA 溶液保存于 - 20 ℃
备用。
以真菌转录间隔区通用引物 ITS6 ( Gardes
et al.,1996)和 ITS4(White et al.,1990)为引物,以
菌丝总 DNA 为模板,对 rDNA-ITS 区进行扩增。
PCR 扩 增 反 应 在 ABI VeritiTM 96 孔 热 循 环 仪
[Applied Biosystems (USA),Co.,Ltd]上进行。引
物 ITS6(5 - GAA GGT GAA GTC GTA ACA AGG -
3)和 ITS4(5 - TCC TCC GCT TAT TGA TAT GC -
3)由北京赛百盛基因技术有限公司合成,配制成
100 μmol·L - 1的母液备用。
25 μL 反应体系中含有 1 μL DNA 模板,0. 2 μL
(5 U·μL - 1) Taq 酶,2. 5 μL 10 × PCR buffer,2 μL
dNTPs (各 2. 5 mmol·L - 1 ),1 μL ITS6 (10 μmol·
L - 1),1 μL ITS4 (10 μmol·L - 1 ) 和 17. 3 μL 灭菌
水。PCR 反应条件如下: 94 ℃ 5 min; 94 ℃ 1 min,
50 ℃ 40 s,72 ℃ 1 min,30 循环; 72 ℃延伸 10 min。
取 2 μL PCR 产物经 1. 2%琼脂糖凝胶电泳检
测,回收 PCR 产物,将产物与 pGEM-T easy clone
vector 连接,并转化大肠埃希菌 ( Escherichia coli)
DH5α 感受态细胞,挑取阳性克隆,委托宝生物工程
(大连)有限公司进行测序。
1. 4. 2 rDNA-ITS 序列分析和系统进化树构建 测
序所得序列通过 Blastn 数据库进行同源性搜索,采
用 DNAssist2. 2 软件进行序列比对,利用 Mega4. 0
软件构建系统进化树,并对其基因序列的区域定位
进行分析。
1. 5 致病性分析
通过离体接种试验测定病原菌对不同品种柿树
以及桃 ( Prunus persica ‘Chanhong’)、苹果 (Malus
domestica ‘Royal Gala ’)、梨 ( Pyrus communis
‘Yellow Gold’)的致病性。将牛心柿分离物和次郎
甜柿分离物分别接种在 PDA 平板上,一部分于 25
℃培养,长满平板后,打成直径 0. 5 cm 的菌饼备用,
另一部分于 25 ℃黑暗培养,产孢后用无菌水将孢子
洗脱,配制成 105 个·mL - 1的孢子悬浮液。选择新
鲜、健康的柿、桃、苹果、梨的叶片和果实,用 1. 5%
次氯酸钠溶液浸泡消毒 3 ~ 5 min,无菌水冲洗 3 次,
置于超净工作台上吹干。用菌饼对处理后的叶片和
果实进行伤口和非伤口接种,同时用 20 μL 孢子悬
浮液进行喷雾接种。每处理设 10 个叶片或果实,以
喷 20 μL 无菌水接种为对照,重复 3 次。置于垫有
无菌吸水纸的盒子里保湿,于 25 ℃黑暗培养,观察
发病情况,接种第 7 天测定病斑面积( S),分别记作
-, + + + + + ( S > 4 cm2 )、+ + + + (3 cm2 < S≤
4 cm2)、+ + + (2 cm2 < S≤3 cm2)、+ + (1 cm2 < S≤
2 cm2)和 + (0 < S≤1 cm2 ),不发病记为 - (邓维萍
等,2013)。从发病部位重新分离病原菌,观察菌落
形态及分生孢子形态特征,与原接种菌株进行比较。
2 结果与分析
2. 1 病害症状
自然条件下,柿树炭疽菌能够侵染嫩梢,叶柄、
叶脉和果实,在牛心柿嫩梢、叶片和果实上均发现典
型的炭疽病病斑。嫩梢上的病斑往往绕茎 1 周,病
斑暗灰色或深褐色,在病健交界处有明显的分界线。
在病斑中心往往能产生橙色的分生孢子堆。在适宜
的条件下,相邻病斑连成一片,使病斑扩大直至整个
嫩梢(图 1A)。
当叶片受侵染时,发病初期叶柄和叶脉上出现圆
形小病斑,随着病情的发展形成较大的紫色或深褐色
的圆形或不规则圆形凹陷病斑,直径 8 ~ 10 mm,但叶
柄和叶脉上的病斑不会连成一片(图 1B)。
果实在发病初期出现针头大紫色至深紫色的圆
形或椭圆形斑点,直径 3 ~ 8 mm。随着病情发展,果
实上的病斑进一步扩大,直径可超过 20 mm。病斑
中心最后变成灰白色,边缘黑色或黑紫色,在病斑中
心出现大量的橙色分生孢子堆,发展到后期病斑开
裂(图 1C)。
821
第 4 期 余贤美等: 山东牛心柿炭疽病菌的分离鉴定及致病性
图 1 牛心柿炭疽病症状
Fig. 1 The symptoms of anthracnose disease of beef heart persimmon
A: 嫩梢受害症状 Symptoms on twig; B: 叶片受害症状 Symptoms on leaf; C: 果实受害症状 Symptoms on fruit.
2. 2 形态学特征
从感病样品中获得 9 个病原物纯培养物,它们
的菌落特征完全一致。通过柯赫氏法则验证,重新
分离获得了与原分离物一致的分离物。
图 2 山东牛心柿分离物形态特征
Fig. 2 Morphological characteristics of beef heat persimmon isolate
A: PDA 平板上的菌落形态; B: PDA 平板反面的菌落形态; C: 分生孢子。
A: View of colony; B: Reverse view of colony; C: Conidia.
在 PDA 培养基平板上,菌落呈绒毛絮状,灰色
到灰黑色,边缘规则,在同心轮纹上通常可见大量橙
色的分生孢子团(图 2A),背面灰黑色到深褐色,随
菌龄增长菌落颜色变深,并产生同心轮纹(图 2B)。
25 ℃ 条件下,菌落生长速率为每天 12. 7 mm ±
0. 6 mm。分生孢子形成在橙色的分生孢子堆中。分
生孢子柱形或长椭圆形,表面光滑,两端钝圆,无色,
单孢,大小为[17. 1 - (20. 3) - 22. 5]μm ×[4. 6 -
(5. 5) - 5. 9]μm (n = 30)(图 2C)。
上述病原菌在自然寄主和培养条件下的形态特
征与张敬泽等(2005)、Xie 等(2010)描述的柿树炭
疽菌的形态基本一致。据此,将样品病害确定为炭
疽病,病原确定为炭疽菌(Colletotrichum sp. )。
2. 3 rDNA-ITS 基因序列特征
经 PCR 扩增,从 9 个病原物纯培养物中均获得
了 598 bp 的 rDNA-ITS 基因片段,而且 9 个片段的
核苷酸序列完全一致。Blastn 搜索显示,该片段与
炭疽菌的同源性高达 98%以上。采用 DNAssist2. 2
921
林 业 科 学 51 卷
软件进行序列比对,结果显示,该片段与次郎甜杮分
离物( JQ957543) (余贤美等,2014 )、浙江无核柿
(D. kaki cv. Wuheshi)分离物(AY787483)同源性为
100%,与柿炭疽菌新西兰分离物(GQ329690)同源
性为 99. 8% (图 3)。
图 3 山东牛心柿分离物与次郎甜杮、浙江无核柿和新西兰分离物的 rDNA-ITS 核甘酸序列比对
Fig. 3 The nucleotide alignment of rDNA-ITS genes of beef heart persimmon anthracnose pathogen with that
of anthracnose pathogen on Jiro persimmon,D. kaki cv. Wuheshi in Zhejiang and New Zealand isolate
JQ957543:次郎甜杮 Jiro persimmon;AY787483:浙江无核杮 D. kaki cv. Wuheshi in Zhejiang;
GQ329690:新西兰分离物 New zealand isolate;Niuxinshi:牛心杮 Beef heart persimmon.
对 rDNA-ITS 基因序列的区域定位进行分析,结
果显示,牛心柿分离物和次郎甜杮分离物( JQ957543)
(余贤美等,2014)一样,它们的 rDNA-ITS 基因片段
中,1 ~ 54 bp 为 18S rRNA,55 ~ 226 bp 为 ITS1 区,
227 ~ 383 bp 为 5. 8S rRNA,384 ~ 540 bp 为 ITS2 区,
541 ~ 598 为 28S rRNA; 而 浙 江 无 核 柿 分 离 物
(AY787483 和 AY791890)的 rDNA-ITS 基因片段中,1
~ 51 bp 为 18S rRNA,52 ~ 223 bp 为 ITS1 区,224 ~
380 bp 为 5. 8S rRNA,381 ~ 537 bp 为 ITS2 区,538 ~
601 为 28S rRNA(图 4)。它们之间的各个区域片段
大小及定位是一致的,18S rRNA 和 28S rRNA 片段大
小略有不同,这是由扩增时所用引物的差异引起的。
031
第 4 期 余贤美等: 山东牛心柿炭疽病菌的分离鉴定及致病性
图 4 牛心柿分离物 rDNA-ITS 基因序列区域定位
Fig. 4 The regional assignment of rDNA-ITS sequence of anthracnose pathogen from beef heart persimmon
2. 4 rDNA-ITS 序列系统进化树特征
系统进化树(图 5)显示,山东牛心柿分离物与
次 郎 甜 柿 分 离 物 ( JQ957543 )、浙 江 无 核 柿
( AY787483 和 AY791890 ) 和 新 西 兰 分 离 物
(GQ329687,GQ329688 和 GQ329690)处在进化树的
同一分支上(图 5),说明山东牛心柿分离物属于柿
树炭疽菌(Colletotrichum horii),并将山东牛心柿炭
疽病病原 rDNA-ITS 序列提交到 GenBank 数据库
(基因登录号: KF010811)。
2. 5 病菌致病性
牛心柿分离物和次郎甜杮分离物对柿、桃、苹
果和梨的致病性如表 1 所示:2 种分离物对桃、苹
果和梨均不致病,对杮树有致病性且对不同柿树
品种的致病性一致。柿树叶片上的病斑比果实上
的病斑小,而且不同的接种方式,所产生的病斑差
异性较大:菌饼 - 非伤口接种在叶片上不产生病
斑,在果实上产生的病斑也明显小于菌饼 - 非伤
口接种;孢子悬浮液接种的效果介于伤口接种和
非伤口接种之间(表 1)。取发病组织重新分离病
原,均得到与原接种菌性状一致的培养物。
3 讨论与结论
柿树炭疽病作为一种毁灭性病害,对柿树产
业的发展造成了严重威胁。对病害的诊断及病原
菌的鉴定是进行病害防治的前提。柿树炭疽病病
图 5 基于 rDNA-ITS 基因序列构建的
牛心柿分离物系统进化树
Fig. 5 Phylogenetic tree of anthracnose pathogen from beef
heart persimmon based on rDNA-ITS sequences
131
林 业 科 学 51 卷
表 1 柿炭疽病菌对不同果树叶片和果实的致病性①
Tab. 1 Pathogenicity of C. horii to leaves and fruits of different fruit trees
病原菌
Pathogen
接种方法
Inoculation
methods
次郎甜柿
Jiro
persimmon
西村早生柿
Xicun
Zaosheng
平核无柿
Hiratanenashi
牛心柿
Niuxinshi
桃
Prunus persica
‘Chanhong’
苹果
Malus pumila
‘Gala’
梨
Pyrus communis
‘Yellow Gold’
牛心柿分离物
Niuxinshi
persimmon
isolate
次郎甜柿分离物
Jiro
persimmon
isolate
叶片
Leaf
果实
Fruit
叶片
Leaf
果实
Fruit
菌饼 -伤口
Fungus block-Wound
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菌饼 -非伤口
Fungus block-Non-wound
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孢子悬浮液
Conidial suspension
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① - : 不发病 No sympton. 病斑面积 Lesion area(S / cm2): + (0 < S≤1); ++ : (1 < S≤2),+++ (2 < S≤3); ++++ (3 < S≤4),+++++ (S >4) .
原曾被鉴定为柿盘长孢菌(Gloeosporium kaki Hori)
(Hori,1910a;1910b; Ito,1911 ) 和柿树炭疽病菌
( Colletotrichum kaki ) ( Maffei, 1921 )。 Von Arx
(1957; 1970)认为 Hori 和 Maffei 发现的病原菌是一
致 的,它 们 与 胶 胞 炭 疽 菌 ( Colletotrichum
gloeosporioides)为同物异名。根据植物命名法准则,
柿树炭疽病菌正式统一为柿盘长孢菌,并在一段时
间内得到普遍应用(Hu et al.,2006),有些文献也将
柿树炭疽病菌鉴定为胶胞炭疽菌 ( 张敬泽等,
2005)。Weir 等(2010)研究了来自中国、日本和新
西兰的标本,认为 Hori 和 Maffei 发现的病原菌是不
同的,基于分子和形态学证据,将柿树炭疽病菌命名
为柿 树 炭 疽 菌 ( Colletotrichum horii ),成 为 C.
Gloeosporioides sensu lato 复合种的成员之一。因此,
浙江无核柿树炭疽病菌也被重新归类到柿树炭疽菌
(C. horii)(Xie et al.,2010),此名自此为柿树炭疽
病 的 病 原 菌 被 正 式 确 定 为 柿 树 炭 疽 菌
(Colletotrichum horii) (Xie et al.,2010; Kwon et al.,
2013)。
本研究中,山东牛心柿嫩梢、叶片和果实上出现
的病斑与张敬泽等 (2005)描述的基本一致,据此,
将所采样品的病害确定为柿树炭疽病。基于 PDA
培养基上的菌落形态特征和分生孢子形态特征,将
山东牛心柿炭疽病的病原确定为 Colletotrichum sp.。
序列比对结果显示,从 3 个柿子园感病牛心柿材料
中分离获得的牛心柿分离物与次郎甜柿分离物的
rDNA-ITS 基因序列完全一致,并且与浙江无核柿
(AY787483)同源性为 100%,说明柿树炭疽病菌专
性较强,因地理距离变异率几乎为零。系统进化树
分析结果显示,牛心柿分离物与次郎甜柿分离物
( JQ957543)、浙江无核柿(AY787483 和 AY791890)
以及 新 西 兰 分 离 物 ( GQ329687,GQ329688 和
GQ329690)亲缘关系最近,处于同一分支,因此,将
山东牛心柿炭疽菌鉴定为柿树炭疽菌。
通过离体接种试验,笔者测定了牛心柿分离物
和次郎甜柿分离物对柿、桃、苹果和梨的致病性。由
于枝条上的病斑面积不便计算,因此,本研究仅在果
实和叶片上进行离体接种。结果显示,两个分离物
对桃、苹果和均不致病,而对柿子的致病性完全一
致,说明柿炭疽病菌有一定的专性寄生性; rDNA-
231
第 4 期 余贤美等: 山东牛心柿炭疽病菌的分离鉴定及致病性
ITS 序列分析也说明 9 个分离物基因序列完全一
致,这也从侧面支持了离体接种试验的结果。离体
的菌饼 -伤口接种在叶片上产生的病斑较小,这与
田间叶片上症状较轻的现象一致。下一步笔者将对
更多柿园的样品进行分析,以便对柿树炭疽病进行
系统有序的研究,为该病的防治提供理论依据和技
术支持。
参 考 文 献
邓维萍,杨 敏,杜 飞,等 . 2013. 云南葡萄产区葡萄炭疽病病原
鉴定及致病力分析 . 植物保护学报,40(1) :61 - 67.
(Deng W L,Yang M,Du F,et al. 2013. Identification of the pathogen
causing grape anthracnose in Yunnan and its pathogenicity. Acta
Phytophylacica Sinica,40(1) :61 - 67.[in Chinese])
方仲达 . 1998. 植病研究方法 . 3 版 . 北京: 中国农业出版社 .
( Fang Z D. 1998. Plant disease research methods. 3 rd ed. Beijing:
China Agriculture Press.[in Chinese])
刘开启,牟惠芳,刘凤英 . 1988. 柿炭疽病的研究 . 山东农业大学学
报,19: 69 - 71.
(Liu K Q,Mu H F,Liu F Y. 1988. Studies on persimmon anthracnose
( Gloeosporium Kaki Hori ) . Journal of Shandong Agricultural
University,19: 69 - 71.[in Chinese])
余贤美,侯长明,王 洁,等 . 2014. 次郞甜柿炭疽病菌的分离鉴定
及其 rDNA-ITS 序列分析 . 经济林研究,32(1) : 45 - 50.
(Yu X M,Hou C M,Wang J,et al. 2014. Isolation,identification and
rDNA-ITS sequence analysis of pathogen of Jiro persimmon
anthracnose. Nonwood Forest Research,32 ( 1 ) : 45 - 50. [in
Chinese])
张敬泽,徐 同,何黎平 . 2005. 浙江无核柿炭疽病病菌鉴定及附
着胞形成过程中的核相变化 . 菌物学报,24(1) : 116 - 122.
(Zhang J Z,Xu T,He L P. 2005. Anthracnose pathogen on Diospyros
kaki cv. Wuheshi and its nuclear behavior in process of
appressorium formation. Mycosystema,24 ( 1 ) : 116 - 122. [in
Chinese])
Arx J A Von. 1957. Die Ariten der Gattung Colletotrichum Cda.
Phytopathologische Zeitschrift,29: 413 - 468.
Arx J A Von. 1970. A revision of fungi classified as Gloeosporium.
Bibliotheca Mycologica,24: 1 - 203.
Cai L,Hyde K D,Taylor P W J,et al. 2009. A polyphasic approach for
studying Colletotrichum. Fungal Diversity,39:183 - 204.
Cannon P F,Buddie A G,Bridge P D. 2008. The typification of
Colletotrichum gloeosporioides. Mycotaxon,104: 189 - 204.
Du Sh N,Bai G Sh,Zhang Sh J,et al. 2010. Identification and control
of persimmon anthracnose. Plant Disease and Pests,1 ( 1 ) : 40 -
42.
Gardes M,Bruns T D. 1996. ITS-RFLP matching for identification of
fungi∥ Clapp J P. Species diagnostics protocol. Totowa,New
Jersey: Humana Press.
Hori S. 1910a. Kaki no Shinbyogai Tansobyo. Engei no Tomo,6 (1) :
58 - 61.
Hori S. 1910b. Kaki no Shinbyogai Tansobyo. Engei no Tomo,6 (2) :
21 - 24.
Hu S C,Li M,Wang J G, et al. 2006. IFB-Lactam-1, a natural
compound with anti-Gloeosporium kaki Hori activity. Acta
Crystallogr. Section E: Struct Rep Online,62: 5777 - 5778.
Hyde K D,Cai L,Cannon P F,et al. 2009. Colletotrichum-names in
current use. Fungal Diversity,39: 147 - 182.
Ito S. 1911. Gloeosporiose of the Japanese persimmon. Botanic Magazine
(Tokyo),25: 197 - 202.
Kitagawa H,Glucina P. 1984. Persimmon culture in New Zealand.
DSIR Information Series 159. Science Information Publishing
Centre: Wellington,New Zealand.
Kwon J H,Kim J, Chio O, et al. 2013. Anthracnose caused by
Colletotrichum horii on sweet persimmon in Korea: Dissemination of
conidia and disease development. Journal of Phytopathology,161(7
- 8) :497 - 502.
Lee J H,Han K S,Lee S C,et al. 2004. Early detection of epiphytic
anthracnose inoculum on phyllosphere of Disopyros kaki var.
domestica. Plant Pathology Journal,20: 247 - 251.
Maffei L. 1921. Una malattia delle foglie del “Kaki” dovuta al
Colletotrichum kaki m. sp. Rivista di Patologia Vegetale,11: 116 -
117.
Shenoy B D,Jeewon R,Lam W H,et al. 2007. Morpho-molecular
characterization and epitypification of Colletotrichum capsici
( Glomerallaceae, Sordariomycetes ), the causative agent of
anthracnose in chilli. Fungal Diversity,27: 197 - 211.
Than P P,Prihastuti H,Phoulivong S,et al. 2008. Review: Chilli
anthracnose disease caused by Colletotrichum species. Journal of
Zhejiang University,9:764 - 778.
Weir B S,Johnston P R. 2010. Characterisation and neotypification of
Gloeosporium kaki Hori as Colletotrichum horii nom. nov.
Mycotaxon,111: 209 - 219.
White T J,Bruns T,Lee S. 1990. Analysis of phytogenetic relationships
by amplification and direct sequencing of ribosomal RNA genes∥
Innis M A,Gelfand D H,Sninsky J J,et al. PCR protocols: A
guide to methods and applications. New York: Academic Press.
Xie L,Zhang J Z,Cai L,et al. 2010. Biology of Colletotrichum horii,
the causal agent of persimmon anthracnose. Mycology,1 (4) : 242
- 253.
Yonemori K,Honsho S,Kanzaki S,et al. 2008. Sequence analyses of
the ITS regions and the matK gene for determining phylogenetic
relationships of Diospyros kaki ( persimmon ) with other wild
Diospyros ( Ebenaceae) species. Tree Genetics and Genomics,4:
149 - 158.
Zhang J Z. 2008. Anthracnose of persimmon caused by Colletotrichum
gloeosporioides in China. Asian and Australasian Journal of Plant
Science and Biotechnology,2(2) : 50 - 54.
(责任编辑 朱乾坤)
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