全 文 ：第 15 卷 第 4 期
Vol. 15 No. 4
草地学报
ACTA AGRESTIA SINICA
2007 年 7 月
Jul. 2007
文章编号: 1007-0435( 2007) 04-0312-04
苜蓿假盘菌致病力分化研究
袁庆华1 , 马鸿文1, 2, 徐秉良2
( 1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所, 北京 100094; 2.甘肃农业大学草业学院, 兰州 730070)
摘要: 从我国苜蓿( Med icago satiua )品种资源中首次成功筛选出 9个具有栽培代表性的品种,即宝鸡苜蓿、泾阳苜
蓿、沙湾苜蓿、沙河苜蓿、晋南苜蓿、天水苜蓿、龙牧一号、保定苜蓿和伊鲁瑰斯, 作为苜蓿假盘菌( P seudop ez iz a
medicaginis )的生理分化鉴别寄主。采用室内接种盘倒扣接菌法, 根据在鉴别寄主上的发病等级,将采自我国苜蓿
主产区的 7个苜蓿褐斑病菌菌株划分成 5 个致病类型,其中致病类型 A 为强致病类型, 致病类型 E 为弱致病类型,
C、D和 G 组致病类型介于两者之间。研究结果为我国苜蓿品种抗性鉴定、苜蓿褐斑病流行监测和品种合理布局
提供了理论依据。
关键词: 苜蓿褐斑病; 苜蓿假盘菌; 生理分化; 鉴别寄主
中图分类号: S812. 6 文献标识码: A
Pathogenic Differentiation of Pseudop eziza medicaginis
YUAN Qing-hua1 , MA Hong-w en1, 2 , XU Bing- liang 2
( 1. Inst itute of An imal S cien ce, CAAS, Beijin g 100094, China;
2. Pratacultural Col leg e, Gansu Agriculture Un iversity, Lan zhou, Gansu Province 730070, Chin a)
Abstract: A set of alfalfa g ermplasms current ly available in China w ere f ir st ly screened as Pm ( Pseudop ez-
iz a medicag inis ) pathogen dif ferential hosts, such as Medicago sativa L. cv . Bao ji , M. sat iv a L. cv.
Jingyang, M. sat iv a L. cv . Shaw an, M . sat iva L. cv. Shahe, M. sativa L. cv. Jinnan, M . sat iv a L. cv.
T ianshui, M. sat iv a L. cv. T umu No. 1, M. sativa L. cv. Baoding, and M . sat iv a cv. Iroquois. In term
of disease rank of dif ferential hosts, 7 Pm strains w ere classified into 5 pathogenic groups by ident ificat ion
at adult stage. Among pathogenic types detected, the pathogenic type A appeared to be highest v ir ulence
to host plants and pathogenic type E the weakest one, pathogenic types C, D, and G were in the middle
place betw een type A and E. T hese r esults pr ovided a sound basis for breeding and identifying resistant
cult iv ar s, monito ring pathogenic dif ferent iat ion, and scientif ic dist ribut ion o f r esistant cult ivars in plant ing
ar eas.
Key words: common leaf spot in alfalfa; Pseudop ez i z amedicag inis ; Pathogenic dif ferentiat ion; Different-i
al host
苜蓿假盘菌( P seudop ez i z a med icagini s )引起
的苜蓿褐斑病是一种世界性的病害,在我国华北、东
北和西北等苜蓿产区均有发生 [ 1]。近年来随着我国
苜蓿种植面积的不断扩大, 苜蓿褐斑病危害逐年
加重。
过去对该病害的研究主要集中在发生规律和防
治方法等方面[ 2, 5 ] 而在苜蓿假盘菌的致病力分化等
方面国内外研究甚少, 尚未建立起苜蓿假盘菌生理
分化的鉴别寄主系统, 无法明确是否存在苜蓿假盘
菌致病性分化类群或生理小种及优势菌群和分布,
限制了有针对性进行品种合理布局和抗性育种工
作,因此研究苜蓿假盘菌致病性分化鉴别寄主体系
是一项重要的基础性工作。苜蓿假盘菌的致病力分
化研究,不仅可以丰富该病害流行学的基础理论研
收稿日期: 2007-04-12; 修回日期: 2007-06-14
基金项目: 国家自科学基金( 30471230)资助
作者简介: 袁庆华( 1959-) ,女,天津市人,研究员,主要从事草地保护及品种资源的研究, E-mail: yuanqinghua@ hotmail. com
第 4期 袁庆华等:苜蓿假盘菌致病力分化研究
究,而且对指导苜蓿褐斑病的防治和抗病育种工作
均具有重要意义。本研究采用接种盘倒扣接菌法,
对不同的苜蓿假盘菌菌株进行了致病力划分, 研究
了其生理分化的鉴别寄主体系。
1 材料与方法
1. 1供试菌株的来源
供试的苜蓿假盘菌菌株于 2006年采自北京、吉
林、内蒙古、宁夏、甘肃和新疆等苜蓿种植区。将病
样进行常规的单病斑分离和单孢纯化培养, 并在
CaCO 3-V8培养基上进行扩繁和保存备用。菌株编
号、采集地点和来源寄主列于表 1。由于该菌种只
有第一次分离的产孢,且分离难度很大,所以需要将
纯化的菌株进行活体保存和产孢。温室内温度保持
在 23~ 28之间, 湿度保持在 90%以上, 将宝鸡苜
蓿播种于 36 cm 25 cm 10 cm 的塑料方盆里,盆
上支高 30 cm 的支架, 用保鲜膜密封以防污染。待
第三片叶长出后用孢子悬浮液喷雾接菌。待叶片发
病并形成成熟的子实体备用。
1. 2鉴别寄主的筛选
1999- 2003 年课题组在吉林省公主岭、北京、
内蒙古赤峰等地区对苜蓿褐斑病发生情况和苜蓿品
种的抗感情况进行了普查。在此基础上又根据袁庆
华等[ 6]对苜蓿褐斑病抗性筛选研究报道[ 7] , 在筛选
品种时还注重了其种植的广泛程度, 挑选出以下寄
主作为筛选所用材料(表 2)。
表 1 供试菌株
Table 1 Isolates o f Pseudop ez iz a medicaginis used in this study
菌株 Isolates 采集地点 Collect ion place 来源寄主 Sour ce 时间 T ime
Pm-A 北京 Beijing 保定苜蓿 Baoding 2006
Pm- B 兰州 Lanzhou 天水苜蓿 Tiansh ui 2005
Pm- C 北疆 North ern Xin jian g 沙湾苜蓿 Shaw an 2005
Pm-D 南疆 S outhern Xinjiang 和田苜蓿 Het ian 2005
Pm-E 吉林 Jilin 龙牧一号苜蓿 L on gmu No. 1 2006
Pm- F 赤峰 C hifeng 熬汉苜蓿 Aohan 2006
Pm-G 宁夏 Nin gxia 宝鸡苜蓿 Baoji 2006
表 2 鉴别寄主筛选
Table 2 Screen o f differential ho st s
编号 No. 种质 Alfal fa m aterial 来源 Source 编号 N o. 种质 Alfalfa material 来源 Source
1 苏普斯坦 Sup erstan 美国 U SA 11 杂花苜蓿 M. var ia Mart in 北京 Beijin g
2 伊鲁瑰斯 Iroquois 美国 U SA 12 天水苜蓿 Tiansh ui 天水 Tianshui
3 沙河苜蓿 Shahe 河北 H ebei 13 敖汉苜蓿 Aohan 内蒙 Inner M ong ol ia
4 泾阳苜蓿 Jingyang 陕西 Shaanx i 14 和田苜蓿 Het ian 新疆 Xin jian g
5 萨兰斯 Saranac 美国 U SA 15 猎人河苜蓿 Hun ter river 澳大利亚 Aust ralia
6 龙牧一号 LongmuNo. 1 内蒙古 Inn er Mongolia 16 中兰 1号 Zhonglan No. 1 兰州 Lan zhou
7 宝鸡苜蓿 Baoji 陕西 Shaanx i 17 昌黎苜蓿 Changli 兰州 Lan zhou
8 晋南苜蓿 Jinn an 山西 Shanxi 18 乾县苜蓿 Qianx ian 陕西 Shaanxi
9 沙湾苜蓿 Shaw an 新疆 Xinjiang 19 青海苜蓿 Qinghai 青海 Qinghai
10 保定苜蓿 Baoding 河北 H ebei 20 天津苜蓿 Tianjin 天津 Tianjin g
1. 3接种程序及方法
参照袁庆华的活体整株接菌法[ 6] , 并做适当改
动。将单孢培养分离的具成熟子囊盘的苜蓿褐斑
病叶片在无菌水中清洗两次, 病叶按一定的间隔
平铺在 30 cm 40 cm 白瓷盘内的消毒双层滤纸
上,叶面朝上。在病叶上滴加灭菌水后用干净的塑
料薄膜将平盘密封, 放入 5的冰箱内保湿 24 h, 使
叶片充分吸水子囊盘膨胀。把培育好的盆栽苗放入
40 cm 50 cm 瓷盘内,盘上放高 60 cm 的梯形架。
把装有接种源的盘子倒扣在梯形架上, 用保鲜膜将整
个梯形架密封起来, 防止子囊孢子扩散, 并保持湿
度。放入温室内, 接种温度为 20 ~ 30 , 相对湿度
98%~ 100% ,接种48 h,接种期间每隔5~ 8 h移动一
次接种苗,以使接种均匀一致。14 d后观察病情。
1. 4病情测定方法
接菌 14 d后进行病情调查。按袁庆华分级标
准[ 6 ] ,根据苜蓿褐斑病叶片上病斑占叶面积的百分
313
草地学报 第 15卷
比将病害严重度分为 6级,分级标准为:
0级 高抗( HR) 病斑占叶面积 0~ 5%
1级 抗病( R) 病斑占叶面积 5% ~ 15%
2级 中抗( MR) 病斑占叶面积 15% ~ 35%
3级 中感( MS) 病斑占叶面积 35%~ 50%
4级 感病( S) 病斑占叶面积 50% ~ 70%
5级 高感( HS) 病斑占叶面积 70%以上
2 结果与分析
2. 1鉴别寄主的筛选
2. 1. 1一套合理鉴别寄主体系的建立必须符合下
面的标准[ 7] :
2. 1. 1. 1 抗感反应表现稳定, 同一菌株对同一品
种,在相同环境条件下, 几次重复接种的抗感反应
表现一致;
2. 1. 1. 2抗病类型和感病类型有代表性,在所选定
的鉴别寄主中, 既有抗病性强的品种, 也有感病性
强的品种;
2. 1. 1. 3鉴别寄主来源地有代表性,鉴别寄主来自
于苜蓿主产区。
2. 1. 2根据这一原则及上述的苜蓿品种抗性差异
分析结果, 进一步剔除鉴定能力一般的品种, 最后
选出具有较好鉴别力的 9个苜蓿品种作为苜蓿褐斑
病的鉴别寄主,即伊鲁瑰斯、泾阳、杂花、沙河、晋南、
天水、龙牧一号、宝鸡和保定,它们都是我国目前主
要推广的苜蓿品种且不同菌株抗感反应差异明显并
相对稳定。
表 3 病菌生理分化鉴别寄主鉴定结果
T able 3 Physiolog ical differ entiation of P . medicaginis
鉴别寄主
Alfalfa host
菌株 Is olate
Pm-E Pm-B Pm-A Pm-D Pm-F Pm-G Pm- C
萨兰斯 Saranac 1 0 0 1 0 0 1
苏普斯坦 Superstan 0 1 0 0 0 1 0
伊鲁瑰斯 Ir oqu ois 0 0 1 1 0 0 1
泾阳苜蓿 Jingyang 1 1 1 1 1 3 3
杂花苜蓿 M. varia Mart in 0 0 1 1 2 3 3
沙湾苜蓿 Shaw an 2 1 2 2 1 3 4
沙河苜蓿 Shahe 2 2 1 4 4 3 4
猎人河苜 Hun terriver 0 0 0 3 3 3 3
和田苜蓿 Het ian 2 2 2 4 3 3 4
乾县苜蓿 Qianx ian 1 2 3 3 4 4 4
昌黎苜蓿 Chan gl 2 2 3 4 3 4 4
晋南苜蓿 Jinnan 2 1 4 3 3 4 4
天水苜蓿 Tiansh ui 2 4 3 3 4 4 4
中兰 1号 Zhonglan No. 1 1 3 4 4 3 4 4
天津苜蓿 Tianjin 2 4 3 4 4 4 4
龙牧一号 Lon gmu No. 1 2 3 3 4 4 4 5
青海苜蓿 Qinghai 3 3 4 4 4 5 5
保定苜蓿 Baoding 4 4 5 5 4 5 5
敖汉苜蓿 Aoha 5 4 4 4 5 5 4
宝鸡苜蓿 Baoji 4 4 5 5 5 5 5
注: 1、2、3、4、5、6为病情级别
Note: 1, 2, 3, 4, 5, and 6 indicates disease level , respect ively
表 4 病菌在鉴别寄主上反应型测定结果
Table 4 Reaction type identified of differential ho st
鉴别寄主
Alfalfa host
菌株 Is olate
Pm-E Pm-B Pm-A Pm-D Pm-F Pm-G Pm- C
伊鲁瑰斯 Iroquois HR HR R R HR HR R
泾阳苜蓿 Jingyang R R R R R MS MS
沙湾苜蓿 Shaw an M R R MR MR R MS S
沙河苜蓿 Shah e M R MR R S S MS S
晋南苜蓿 Jinnan M R R S MS MS S S
天水苜蓿 T ian shui M R S M S MS S S S
龙牧一号 T umuNo. 1 M R MS M S S S S H S
保定苜蓿 Baoding S S HS H S S HS H S
宝鸡苜蓿 Baoji S S HS H S H S HS H S
314
第 4期 袁庆华等:苜蓿假盘菌致病力分化研究
2. 2病菌的生理分化分析
研究表明, 我国苜蓿褐斑病菌存在较明显的生
理分化现象,根据7个供试菌株在 9个鉴别品种上表
现的致病力差异可将其分为5个致病类型(表 3、4)。
2. 2. 1致病类型 A属于强致病类型。其菌株 Pm-
G和 Pm-C对除伊鲁瑰斯以外的所有其他鉴别寄主
都表现感病或高感反应型,具有一定的致病专化。主
要分布在新疆北部和宁夏地区。属优势致病类型。
2. 2. 2致病类型 B属于中等病类型,包括 Pm-D和
Pm-F。主要分布在新疆南部和内蒙古赤峰地区。
2. 2. 3致病类型 C 属于中等病类型, 包括 Pm-A。
主要分布在北京地区。
2. 2. 4致病类型 D属于弱病类型,包括 Pm-B。主
要分布在甘肃兰州地区。
2. 2. 5致病类型 E 属于弱病类型, 包括 Pm-E, 主
要分布在吉林公主岭地区, 它们只对保定苜蓿和宝
鸡苜蓿致病,其它材料都是抗病的。在吉林长春, 公
主岭地区它们是优势致病类型。
3 讨论与结论
3. 1苜蓿褐斑病菌生理分化鉴别寄主体系的建立
苜蓿褐斑病菌的鉴别寄主体系在国内外未见报
道,本研究首次筛选出我国 9 个苜蓿品种作为苜蓿
褐斑病菌生理分化鉴别寄主(宝鸡苜蓿, 泾阳苜蓿,
沙湾苜蓿, 沙河苜蓿, 晋南苜蓿, 天水苜蓿, 龙牧一
号,保定苜蓿和伊鲁瑰斯) ,用以检测病菌致病类型。
由于所提出的鉴别寄主均为我国苜蓿生产中的骨干
品种,与目前主栽的品种有着密切的血缘关系,因此
所鉴定出的病菌致病类型可以反映出主栽品种定向
选择引起的病菌生理分化的规律,同时还能有助于
评价和推测正在推广及拟推广使用的杂交品种的抗
病性。
笔者认为以上述试验数据结果为基础, 参照鉴
别寄主的确定标准而建立的这一套鉴别寄主体系是
可行的。当然, 一套鉴别寄主体系的建立需要多年
大量的研究工作,需要用大量的病原菌进行多次重
复接种鉴定,才能保证系统的可靠性和稳定性。另
外, 当前国际上倾向于使用单基因抗病品种(系)作
为鉴别寄主,要达到这一目的,还得确定出鉴别寄主
中的抗病基因。因此本文提出的鉴别寄主体系还需
作进一步的研究, 找出各品种的抗性基因,以建立一
套标准的鉴别寄主体系。
3. 2我国苜蓿褐斑病菌存在一定程度的致病性分化
研究证实我国苜蓿褐斑病菌存在明显的生理分
化现象,在所构建的鉴别寄主上共发现 5 种致病类
型,同时还发现各致病类型在地理分布上规律不明
显。致病类型 A 的菌株致病性强、毒性基因丰富、
分布广,对大多数目前生产上推广的品种致病, 是我
国苜蓿产区优势致病分化类群。相反, 在我国苜蓿
褐斑病零星发生地区存在的菌株多为弱致病菌。同
时还发现各种致病类型与菌株的地理分布没有明显
的相关性,这可能与全国苜蓿品种遗传背景趋同有
关,若进一步扩大菌种的采集范围有可能会发现新
的致病类型。
苜蓿褐斑病菌是一种易发生变异的真菌[ 8] , 有
不同程度的致病性变异类型,其中弱致病类型主要
分布在该病偶发区, 说明在这些地区寄主的定向选
择作用还没有完全表现出来,所以要注意品种的合
理布局和抗病基因的多样化,防止单一品种大面积
种植,减少品种对病菌分化的定向选择作用。今后
应加强对该病菌与寄主互作过程中病菌变异的遗传
基础及群体遗传结构变异机制的研究。
参考文献
[ 1] 袁庆华.苜蓿褐斑病研究[ M ] . 北京:化学工业出版社, 2006,
1- 3
[ 2] Sem eniu k G. . Comm on leaf spot of al falfa: ascospore dis-
charge and plant infection in the f ield[ J] . Ph yltopathologis che
Zeit schrift , 1984, 110( 4) : 290-300
[ 3] Meyer S L F, Lut t rel l E S. H ost-parasite relat ionships be-
tw een P seud op ez i z a t ri f ol i i f . sp. m edicaginis-sat ivae and al-
falfa[ J ] . P hytopatholog y. 1987, 77( 2) : 309-319
[ 4] Schmiedekn ech t M . Pseu dop ez iz a med icag inis ein xer op hiler
pf lan zen pathogener Ascomy cet . [ J ] . Naturw issenschaf ten ,
1958, 45, 525
[ 5] 袁庆华,张文淑,李 敏.苜蓿褐斑病的离体叶接种研究[ J] . 草
地学报, 2001, 9( 1) : 21-24
[ 6] 袁庆华, 张文淑.苜蓿对褐斑病抗性筛选研究[ J] . 草业学报,
2000, 9 ( 4) : 52-58
[ 7] 张丽娟, 杨庆凯.大豆灰班病菌单生理小种鉴别寄主体系的建
立.大豆科学, 1998, 2: 39-42
[ 8] 袁庆华, 李向林, 张文淑.苜蓿假盘菌及其生物学特性的研究
[ J] . 植物保护, 2001, 27 ( 1) : 8-12
(责任编辑才杰 梁艳萍)
315