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Inhibitory Effect of Ectomycorrhizal Fungi on Bacteria Wilt of Eucalyptus

外生菌根对桉树青枯病的防治效应



全 文 :林业科学研究 1999, 12( 4) : 339~345
For es t R esear ch          
  * 本研究为中澳合作 9425项目( 1996~1998年)、中国林科院基金项目( 1994~ 1996年)和广东省自然科学基金项目
( 1998~1999年)资助的部分内容;新加坡亚洲浆纸业股份有限公司也对本研究给予大力支持和赞助,高要市林业局、开平
市镇海林场给予工作的大力支持,谨致谢意。
  1998-04-13收稿。
外生菌根对桉树青枯病的防治效应*
弓明钦 陈 羽 王凤珍 陈应龙
(中国林业科学研究院热带林业研究所, 510520,广州;第一作者 60岁,男,研究员)
  摘要 应用 8 种外生菌根菌对青枯病菌进行测定的结果表明, 8 个菌株对青枯病菌均有不同
程度的抑菌效果; 对桉树菌根化苗木进行截根接种的试验结果表明, 菌根化苗木可降低发病率
40%~72. 78% ; 菌根化苗在重病区造林,发病率比未接种苗降低 20%~38. 9% ;在新造林地上造
林, 发病率仅 8. 3% , 比未接种苗降低 11. 8%~24. 5%。因此, 利用菌根技术, 实行桉树苗木菌根化,
是目前防治桉树青枯病的有效且可行的方法之一。
  关键词 桉树; 细菌性青枯病; 外生菌根; 防治效应
  分类号 S718. 81
  桉树青枯病( P seud omonas solanacearum E. F . Smith)最早发现于我国广西的柳桉( Euca-
lyp tus sal igna Sm . )和巨桉( E. gr and is Hill ex Maid. )等幼树上[ 1] ,当时仅零星发生,面积也不
大。之后, 又先后在广东 [ 2]和海南[ 3]陆续发现, 主要寄主除了上述两种桉树之外, 还有巨尾桉
( E. grandis×E . urop hy lla)、尾叶桉( E . ur op hy l la S. T . Blake )、尾巨桉( E. urophy lla× E .
grandis)及柠檬桉( E . citr iodora Hook f. )等多种桉树,其中,以栽培面积最大的巨尾桉和尾叶
桉发病最严重。病害在苗圃常造成组培苗及扦插苗的大量死亡,但实生苗则较少发病; 在田间,
病害常造成 2年生以下的幼树死亡,而 2年生以上幼树一般发病较少。苗圃幼苗发病率一般在
40%~60%, 田间幼树发病率在 10%~40%之间,个别严重的地方发病率可达 90%以上,甚至
全林被毁。1997年,在过去从未种过速生桉树的粤北地区韶关市, 其苗圃巨尾桉组培苗发病率
达 48%~80%, 造成采穗圃中 60万株组培苗木死亡,损失巨大。近年来,随着速生桉树栽培面
积的不断扩大, 病害发生面积和分布范围也都逐年增加,成为广东、广西及海南地区桉树发展
的严重障碍, 发病累计面积估计已达 10万 hm2 ,苗圃幼苗的损失更是无法统计。
利用菌根技术防治某些植物病害的设想, 早在本世纪 40年代就提出过 [ 4~6] , 并先后证实
菌根对某些病害的防治效果;国内也证实菌根对苗木猝倒病也有较好的防治作用 [ 7~8] , 因此,
有学者早就建议将外生菌根作为植物病害生物防治的一种措施[ 9]。
Halosc(引自刘润进 ) [ 10] 和 Fadjar [ 11] 利用 VA 菌根防治蕃茄细菌性青枯病 ( P .
solanacearum E. F . Smith) ,也取得较好的防治效果,但尚未见利用菌根技术防治树木青枯病
的例子。近年来,在广东、海南省的多个市县,先后营造了桉树菌根试验林和示范林约 60 hm 2,
在调查中注意到, 苗期接种过菌根的幼林很少发生青枯病,而在相同条件下的未接种幼树则往
往发病较多, 不仅如此,接种菌根菌的幼树其生长远比未接种的苗为好。因此,能否利用外生菌
根来防治桉树青枯病, 就成为菌根应用研究中的新课题。本文是近年有关研究的部分结果。
1 材料及方法
1. 1 供试材料
供试菌根菌种: 彩色豆马勃 ( P isoli thus tinctorius ( Per s. ) Coker et Couch ) H4111* ,
H6289
* , 9216)、硬皮马勃( S cler oderma polyr hiz um Pers. 9215)、蜡蘑( L accaria laccata ( F r.
ex Scop. ) Berk et Br. E4602
*
)、粘滑菇( H ebeloma w estr aliense Bough. T om . & Malajczuk
E4070* , E4728* )。菌株号带“* ”者为引自澳大利亚 CSIRO 的菌种,由 N . M alajczuk博士提
供,其余菌种分离自华南地区桉树林中该菌的子实体。菌种在 24~25℃条件下在 MMN 培养
基培养 7~10 d后备用。
供试青枯病菌:青枯假单孢杆菌( Pseudomonas solanacearum 9501菌株) ,分离自广东省
的桉树病株,由华南农业大学林学院岑炳占先生提供。病原菌在PDM 培养基上培养 7~10 d,
转入营养琼脂培养基[ 12]中继续培养 3 d,调节细菌浓度至 1. 2×108个·mL - 1备用。
供试苗木及培养基质: 试验树种为尾叶桉, 种子由本所吴菊英先生提供。用罐栽苗木接种
法[ 13 ]对芽苗实施菌根菌接种, 并在无菌的混合基质(蛭石∶泥炭∶河沙= 1∶1. 5∶2)中,用常
规方法进行移栽并继续进行培育,接种 4个月后对接种苗进行抽样检查,在解剖镜下检查苗木
菌根感染率, 并选取已完成菌根化的苗木进行抗病测定。
1. 2 试验方法
菌根菌对青枯病菌的拮抗作用分别采用平板法和纸蝶法进行测定[ 14] , 先在无菌培养皿中
倒入 5 mL PDM 培养基,待凝固以后每皿倒入上述青枯菌液 1 mL,用无菌三角玻璃刮抹平全
皿,放置 4 h后备用。平板法在每个平皿中接入生长旺盛, 龄期一致,大小为 0. 5 cm2的菌根菌
菌丝团 3个; 纸蝶法先将直径 6 mm 的无菌滤纸片放在菌根菌菌丝体悬浮液中浸泡 24 h,取出
后滴干,放入培养皿中,每皿均匀放置 3片。试验每处理 3个, 重复 4次;连续观测72 h;菌根化
幼苗的青枯菌接种, 分别采用顶梢接种法 [ 15]、伤根接种法、浸根接种法进行[ 1 4] ;顶梢接种法先
剪去幼苗顶梢处的 4片真叶,造成人为伤口, 用装有消毒棉的微湿室夹住嫩梢 [ 16] , 接入青枯菌
菌液 2 mL;伤根及浸根接种,先将每株处理苗用消毒利刀, 均匀地在幼苗根部切除数刀,再在
每株幼苗根部淋入青枯菌液5 mL 或将幼苗放入菌液中浸泡 24 h, 再用清水进行水培, 在25~
28 ℃条件下进行逐日观测并记载发病情况。
发病苗木观测,除了观测苗木生长及病状外,还进行幼茎或根系的维管束检查以及病部的
显微镜观察, 同时抽样进行再分离试验,证实为原接种青枯菌后,最后确定接种苗是否感病。
试验每处理苗木 8~10株, 重复 4次, 随机排列;田间试验采用随机区组设计,每区组苗木
10株,重复 4次;每株苗木均施入复合肥( N∶P∶K = 15∶15∶15) 200 g, 常规管理,定期观测
调查。
苗木发病分级标准:
0级: 全株生长正常;       1级: 出现梢部萎蔫,初期尚可恢复;
2级: 出现枯梢达 1/ 3; 3级: 出现枯梢达 2/ 3, 维管束部分变黑;
4级: 幼苗枯梢达 2/ 3以上或全株枯死, 茎部维管束变黑。
病情指数公式:
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病情指数= (病株数×相应发病级数)调查总株数×发病最高级数×100
2 试验结果
2. 1 菌根菌对青枯病菌的拮抗作用
利用平板法和纸蝶法分别对 8个外生菌根菌株进行青枯病菌拮抗作用测定的结果表明, 8
个菌株对桉树青枯病菌均有不同程度的抑菌作用(表 1) ,均产生抑菌圈,具一定的拮抗作用。
但两种方法测定抑菌效果并不完全一致,平板法测定结果是菌根菌对青枯病菌的直接抑菌效
果,以 E4602、9216、9402、E4070及 H4111等菌株的效果较好; 而纸蝶法测定结果是菌根菌代
谢产物所产生的抑菌作用, 是间接抑菌效果,以 E4070、9402、H4111以及 E4728等菌株为好。
综合两种效果, 其菌根菌抑菌作用的大小依次为: 9216、E4070、9402、E4602、H4111、E4728、
9215,菌株 H6289仅进行了平板法测定, 未统计在内。由于细菌生长繁殖速度快于菌根真菌,
因此,在形成抑菌圈的初期也可能有细菌菌落产生, 其菌落数的多少也与不同菌种有关,菌落
在抑菌物质作用下一般也不再扩大繁殖,说明不同菌根菌的代谢产物对病原细菌也有一定的
抑菌效果。
表 1 菌根菌对青枯病菌的抑菌效果
菌根菌株号  H4111 9216 9215 E4070 E4728 9402 E4602 H6289 CK
平板法抑菌圈/m m 10. 48 14. 25 10. 31 11. 69 8. 94 11. 52 14. 75 4. 75 0
纸蝶法抑菌圈/m m 5. 0 3. 0 2. 75 5. 75 4. 75 5. 67 2. 25 - 0
平均圈内细菌落数/个 1. 3 2. 5 3. 4 1. 3 2. 1 1. 0 3. 4 - -
总抑菌效果/ mm 15. 48 17. 25 13. 06 17. 24 13. 79 17. 23 17. 0 - 0
2. 2 尾叶桉菌根化苗木的抗病试验
2. 2. 1 切梢接种试验 尾叶桉菌根化苗经切去顶梢后,用青枯菌液进行病害接种, 利用微湿
室进行保温, 并逐日观测发病情况,其结果见表 2。
表 2 尾叶桉菌根化苗切梢接种结果
菌种代号  H4111 9216 E4070 E4728 9215 E6289 E 4602 9402 CK
最早发病天数 19  20  17  6  8  - 6  - 6
死亡株数 3 0 9 12 9 - 16 - 32
死亡率/ % 7. 5*** 0*** 22. 5*** 30*** 22. 5*** - 40*** - 80
枯梢或萎蔫株数 12 6 8 8 9 - 9 - 4
病情指数 23. 13*** 8. 75*** 28. 75*** 35*** 28. 13*** - 23. 75*** - 87. 5
  注: * * * 示 P< 0. 001。
  表 2结果表明,切梢接种后最早发病天数为 6 d,最迟发病天数为20 d,未接种菌根菌的对
照苗病情指数最高,达 87. 5;而菌根化苗木比对照苗病情指数分别降低了 52. 5~78. 75,其中,
以苗木接种 9216、H4111、E4070及 9215等菌种的效果较好,特别是经 9216菌株接种的处理,
未见苗木死亡,仅有个别植株出现萎蔫现象,病情指数也最低,效果理想。统计分析结果表明,
接种与对照之间在死亡率和病情指数间的差异极显著( P< 0. 001)。各菌种间的效果也有显著
差异( P< 0. 001) ,以 9216、H4111、E4070和 9215效果较好。
341第 4 期           弓明钦等:外生菌根对桉树青枯病的防治效应            
2. 2. 2 截根接种试验 尾叶桉菌根化幼苗按照相同刀数和相同切割深度进行截根后,每株接
入青枯菌液 5 mL,再按常规方法, 在 25~28℃温度条件下继续培养,逐日观测发病情况,其结
果见表 3。
表 3 尾叶桉菌根苗截根接种结果
菌种代号 H4111 9216 E4070 E4728 9215 H6289 E 4602 9402 CK
调查株数 32  32  32  32  32  32  32  32 32
最早发病天数 8 10 6 6 7 4 2 6 2
死亡株数 7 6 6 3 7 6 5 8 16
死亡率/ % 21. 88*** 18. 75*** 17. 75*** 9. 38*** 21. 88*** 18. 75*** 15. 6*** 25. 0*** 50
病情指数 27. 34*** 18. 75*** 21. 87*** 28. 91*** 25. 78*** 30. 47*** 19. 53*** 22. 66*** 65. 63
表 3结果表明,菌根化苗木截根接种的最早发病天数普遍较早, 为2~10 d,最早发病仅需
2 d。未接种菌根的对照苗木不仅发病天数最短,死亡株也多,死亡率达 50% ,病情指数最高达
65. 63。菌根化苗木除个别菌种外,最早发病天数普遍推迟 2~8 d,病情指数比对照苗降低
35. 16~46. 88, 其中以 9216、E4602、E4070等菌种的效果较好。E4728菌株虽然死亡率最低,
但萎蔫及枯梢株较多,病情指数偏高; 而 9402菌株虽然死亡率达 25% ,但萎蔫枯死株较少, 故
病情指数并不太高。结果显示, 桉树苗木经菌根化之后, 在一定程度上可减轻青枯病危害。统
计分析结果表明,接种与对照间在死亡率和病情指数方面的差异极显著( P< 0. 001) ,而各菌
种间在死亡率上的差异不显著, 在病情指数方面的差异极显著( P< 0. 001)。
2. 2. 3 浸根接种试验 经人工截根后的菌根化苗浸入青枯菌液中 24 h,取出后放入水培液
中培养,逐日观测发病情况,其结果见表 4。
表 4 尾叶桉菌根化苗浸根接种效果
菌种代号 H4111 9216 E4070 E4728 9215 H6289 E 4602 9402 CK
最早发病天数 30  30  20  25  20  20  20  30  15 
死亡株数 10 8 10 6 12 6 4 0 18
死亡率/ % 25*** 20*** 25*** 15 30*** 15*** 10*** 0*** 45
枯萎株数 10 6 4 12 6 14 8 26 10
病情指数 23. 44** 28. 13** 21. 87** 25. 0** 32. 81** 35. 93** 20. 31** 20. 83** 48. 83
表 4结果可以看出,浸根接种处理的最早发病日期普遍较迟, 可长达 20~30 d。对照的未
接种苗发病最早天数仍然最短,仅 15 d,比其它菌根化苗早 5~15 d,病株率高,病情指数也最
高。菌根化苗木不仅发病期推迟,病株相对较少,而发病指数比对照下降12. 9~28. 52。其中以
E4602、9402、E4070和H4111等菌种的效果为好,病情指数比对照下降达 25. 39~28. 52。菌株
H6289和 E4728虽然死亡株少, 但枯梢株较多, 故病情指数偏高;而接种 9402菌株的苗木虽
无死亡株,但萎蔫及枯梢株多,病情指数也偏高。统计分析结果表明,接种与对照间,死亡率的
差异极显著( P< 0. 001) ,而病情指数的差异为显著( P< 0. 005)。
2. 3 尾叶桉菌根化苗木在重病区的造林效果
利用已培育的尾叶桉菌根化苗, 在原青枯病发生较严重的高要市回龙镇林地中砍去病树
重新造林。试验采用随机区组设计,每小区至少 8株,重复 4次。每株幼树施复合肥 250 g ,常
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规造林,连续观测 2 a,其发病及生长情况调查结果见表 5。
表 5 尾叶桉菌根化苗在重病林地上的造林效果
菌种代号  H4111 9216 E4070 E4728 9215 H6289 E 4602 9402 CK
调查株数 43  34  38  32  32  45  32  44  32 
死亡株数 10 7 7 3 8 9 5 11 16
死亡率/ % 23. 26*** 20. 58*** 18. 42*** 9. 37*** 25. 0*** 20. 0*** 15. 6*** 25. 0*** 50
平均树高/m 1. 70* 1. 33* 1. 8* 1. 67* 1. 24* 1. 57* 1. 35* 1. 40* 1. 19*
平均地径/ cm 2. 48* 2. 02* 2. 66* 2. 32* 1. 91* 2. 46* 2. 23* 2. 18* 1. 81
菌根化桉树苗造林试验的初步结果表明,所有菌根化苗造林后的发病死亡率,都低于非菌
根化的对照苗,死亡率降低 26. 6%~36. 6%。其中以 E4728、E4602、E4070及 9216菌株的效
图 1 尾叶桉菌根化苗在重病区造林的生长
果较好, 说明菌根化苗木在田间也表现
出对青枯病的抗性。不仅如此,接种菌根
菌的幼树其生长表现也十分突出, 无论
树高及地径生长均优于未接种的对照,
其中树高生长的最大增幅为 51. 26%,
地径最大增幅达37. 01%(图 1)。统计分
析结果表明,接种与对照之间的死亡率
差异极显著( P< 0. 001) , 在幼树高生长
的差异显著( P< 0. 005) , 但在地径方面
的差异不显著。各处理真菌间仅在死亡
率方面有差异( P< 0. 005) , 其它在树高
及地径方面没有差异。
2. 4 巨尾桉菌根化苗在新造林地的抗病及生长效果
利用已接种彩色豆马勃 9216菌株的菌根化巨尾桉幼苗,在广东开平镇海林场进行试验,
用未接种苗作对照。采用同一地块,同一坡面和坡向,采用相同造林措施和施肥水平,每小区种
植 36株,重复 4次, 1 a后进行调查,其幼树生长及发病情况的差异均较大(表 6)。
表 6 巨尾桉菌根化苗的田间发病情况
苗木 种类 平均树高/ m 平均地径/ cm 病死株数 病株率/ %
菌根化苗 7. 45 a 5. 78 a 12 8. 34
非菌根化苗( 1) 4. 04 b 4. 76 b 58 20. 14
非菌根化苗( 2) 4. 25 b 4. 28 b 67 32. 84
  注:同列字母相同者显著性分析在同一水平( P = 0. 05)。
  表 6结果表明, 菌根化桉树幼苗在一般造林地上也显出抗病作用,不仅发病率可降低
11. 8%~24. 5%, 其平均树高比未接种苗增加 75. 3%~84. 4%, 平均地径增加 21. 4%~
35. 0%。因此,再次说明菌根化苗具有防治或减轻青枯病发生的作用,不仅如此,菌根化苗还有
促进桉树生长的良好效果。
343第 4 期           弓明钦等:外生菌根对桉树青枯病的防治效应            
3 结 论
  ( 1)供试的 8种外生菌根真菌对桉树青枯病均具不同程度的拮抗作用,综合结果表明其拮
抗作用大小依次为: 9216、E4070、9402、E4602、H4111、E4728、9215菌株。各菌株在不同的条件
下其效果表现并不一致,可能与各菌种适应范围和各试验条件的不同有关, 但无论何种方法,
试验结果均证明, 菌根菌对青枯细菌确有不同程度的抑菌效果。
( 2)不同菌种形成的菌根化苗木,在室内人工接种青枯病菌的条件下,均可降低青枯病的
感染率和病情指数,或者可推迟青枯病的发生期。由于各试验的条件不同,各菌种之间的表现
也有差异,除个别菌种外,多数菌种在降低桉树青枯病发生的作用方面, 确有一定效果。
( 3)田间试验结果表明,已经菌根化的桉树幼苗无论在轻病地区还是重病地区造林,均可
降低发病率和病情指数,减少青枯病的危害;不仅如此,由于菌根的作用,其幼林生长还普遍优
于非菌根化苗木, 证明其田间效果也十分理想。因此,大力推广应用菌根化的桉树苗造林,不仅
有减少青枯病发生及危害的作用,而且还可促进树木生长,可达到一举两得的效果。
( 4)利用菌根化桉树苗木防病的关键,在于菌根真菌及其接种的有效性, 有的苗木虽然已
经接种,但并未形成菌根,或菌根化程度低,在这样的情况下, 其防病效果会受影响。有关菌根
化桉树苗的抗病机理尚待进一步研究。
参 考 文 献
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Inhibitory Effect of Ectomycorrhizal Fungi
on Bacteria Wilt of Eucalyptus
Gong M ingqin Chen Yu Wang Fengz hen Chen Yinglong
( T he Research Inst itute of T ropical Fores t ry, CAF, 510520,Guangzh ou, China)
  Abstract Field t rials including nursery experiment were established in this research to
determine the eff icacy o f antagonism of 8 ectomyco rrhizal fungal isolates of 4 species to bac-
terial w ilt pathogen. The results show ed that these ectomycor rhizal fung i w ere effect ive in
control ling the occurrence and development o f this disease. T he disease rates of mycorrhizal
seedlings w ere reduced by 40. 00%~72. 78% in a nurser y and 20. 0%~38. 9% in the f ield
compar ed to those o f uninoculated ones. Fur thermor e, the height and basal diameters grow th
of t rees in the tr ials w er e enhanced by 11. 67% to 59. 7% r espect ively due to the contr ibution
of ino culated fung i used in the exper iments. T her e is a great potential to apply the techniques
of myco rrhizal fungal inoculat ion to prevent ing the occur rence and development of the bacte-
rial w ilt in Eucalyp tus plantat ions.
  Key words Eucalyp tus; bacterial w ilt ; ectomycorr hizal fung i; benef it of pr ev ent ion and
control
345第 4 期           弓明钦等:外生菌根对桉树青枯病的防治效应