全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2004) 04-0285-05
沙打旺根腐病发生及病原菌鉴定
周洪友1, 2,杨合同3 ,唐文华1*
( 1. 中国农业大学植物病理系, 北京　100094; 2. 内蒙古农业大学农学院,呼和浩特　010019;
3.山东省科学院生物技术研究中心,济南　250014)
摘要: 调查内蒙古赤峰沙打旺根腐病发生情况, 结果表明沙打旺株龄越高, 根腐病发病率和严重度越高, 3～5株龄发病
率达 100% , 而病情指数则在 85 以上; 4株龄和 5 株龄沙打旺的返青率较低, 分别为 68. 8%和 54. 8% ; 分枝返青率不到
30%和 20%。依据柯赫氏法则自典型病株分离病原菌,经鉴定,致病菌株为茄病镰刀菌和尖孢镰刀菌。对 19 种植物进行
温室接种实验, 结果表明两菌株均对沙打旺、鹰嘴紫云英、蒙古黄芪、达呼里黄芪、草木樨状黄芪等黄芪属植物有致病性。
寄主范围试验表明, 病原菌初步定为沙打旺茄病镰刀菌黄芪专化型(F usarium solani f. sp astragali Sad 1)和尖孢镰刀菌
黄芪专化型(F usarium oxy sp orum f. sp astr ag ali Sad 2)。
关键词: 草原学;沙打旺; 根腐病;病原菌; 鉴定;寄主范围
中国分类号: S 435. 121. 47　　　文献标识码: A
Occurrence of Fusarium Root Rot in Astragalus adsurgens and Identification of the Pathogens
ZHOU Hong-you
1, 2, YANG He-tong
3 , TANG Wen-hua
1*
( 1. Department o f Plant Pa tholog y, China Ag riculture U niver sity , Beijing 100094, China;
2. Co lleg e of Agronomy, Inner-M ongo lia Agr icult ur e Univ ersit y, Huhhot , Inner Mongo lia Autonomous Reg ion 010019, China;
3. Biotechnolog y Resear ch Center , Shandong Academy o f Sciences, Jinan, Shandong Province 250014, China )
Abstract: An invest ig ation on milk vet ch ( A strag alus adsurgens ) ro ot r ot w as conducted in Chifeng City , Inner M ongo lia
Aut onomous Region. T he result shows that w ith the plant advances in age, its pathogenicit y gr ow s. A plant of 3 to 5 year s o f ag e
succumbs t o the disease at an 100% ra te, and the disease index reaches 85 o r even higher. T he re-g r eening rat e in spring of a 4-or
5-year-o ld milk vet ch plant is as 68. 8% o r 54. 8% , and their tiller s re-gr eening rat e is 20%～30% only. Pathogenicity t est s on 19
species of A stragalus in g reenhouse show t ha t tw o fungal cultur es isolated fr om a diseased milk vetch plant could infect A .
ad surgeus, Medicago v ar ia Mar tin cv. , and Melilotus of liciralis . Based on the morpholog ical and pathogenicity study , the two
isolates w hich caused ro ot ro t o f A . ad surgens a re identified as Fusarium solani f . sp. astragali, and F usar ium oxy sp orum f . sp.
astr ag ali.
Key words: Gr assland science; A stragalus adsurg ens; Fusarium ro ot r ot ; Pa thogens; Identification; Host r ange
　　沙打旺是短寿型多年生豆科牧草, 其野生种为斜
茎黄芪或直立黄芪( A st ragalus adsur gens Pall . )。沙
打旺在我国已有多年的栽培历史,最早在黄河古道用
于水土保持。在我国西北、华北、东北等地也有大面积
种植,为畜牧业稳定发展和国土整治做出了重大贡献。
20 世纪 90年代早期, 由于一种不知病原的根部
腐烂病, 使沙打旺生产力下降, 每公顷青草产量由
3178. 5 kg 下降到 907. 5 kg; 而第三年便大面积死亡。
据赤峰市草原站调查, 自 1994年以来, 因病害较严重
死亡面积达 5. 33余万hm2。现存三年生以上病株死亡
率达 21%～58% ,植株受侵染率达 85%以上, 每年直
接经济损失近 3亿元。在内蒙古鄂尔多斯市, 50%以上
的沙打旺草地,植株受侵染率达 100%。此外我国其它
地区该病害也普遍存在,每年通过种籽、青干草、土壤
等途径不断蔓延, 形势十分严峻。
在国内有关沙打旺病害文献报道较少,商鸿生等
对沙打旺黄萎病及刘建宁等对沙打旺白粉病进行了系
统研究[ 1～4] ,其他学者分别报道了沙打旺在国内部分
地区的病害种类和发生情况[ 5～7]。有关沙打旺根腐病
的生物学特性、致病性及流行规律等国内外尚缺乏研
究。1997年以来笔者对严重发生沙打旺根腐病的内蒙
古赤峰地区病害发生情况进行调查, 并对其病原菌进
收稿日期: 2003-10-09; 修回日期: 2004-01-13
作者简介:周洪友( 1968-) ,男,河北抗宁人,讲师,博士研究生,研究方向为植物病害生物防治研究; * 通讯作者 Au th or for correspondence
第 12 卷　第 4 期
　Vol. 12　　No . 4
草　地　学　报
ACTA AGREST IA SINICA
　2004 年　12月
　Dec. 　2004
行分离鉴定[ 8, 9]。为进一步探讨该病的流行规律和制定
综合防治措施提供科学依据。
1　材料与方法
1. 1　沙打旺根腐病发生情况调查
1. 1. 1　调查地概况
沙打旺病害田间调查地在内蒙古赤峰敖汉旗主要
种植区; 典型的农牧交错带。年均气温6℃, 1月气温最
低,平均为- 12. 2℃, 7月气温最高,平均为 23. 1℃; 年
均降水量 358. 4 mm ,无霜期 145～148 d , 全年日照时
数 1550～1630 h,太阳有效热能 4～7月为 1. 16×108
J/ hm
2
; 4～9月为 1. 68×108 J/ hm 2。土壤为复沙栗钙
土,适合种植豆科植物 [ 10]。
1. 1. 2　沙打旺根腐病发生情况调查[ 11]
在内蒙古赤峰市敖汉旗沙打旺种植区(总面积
5. 33万 hm2 ) , 采取随机五点取样法, 调查不同株龄
( 1a、2a、3a、4a、5a )的沙打旺地块根腐病发生情况, 记
载调查株数和病株数及病情指数,每块地调查 500株。
并采集病株携回实验室,记录采集日期、症状特征、镜
检。
1. 2　沙打旺根腐病分级标准
发病严重度按照沙打旺根腐病田间发病程度自
定,按下述六级记载:
0级: 茎基部及根无病斑, 表观无症状;
1 级: 茎基部或根的局部(除主根外)稍显病斑或
稍变色(如主根有病斑或变色,主侧根健康) ;
2级: 茎基部或主根及主侧根有病斑,但不连片;
3级: 1/ 3～1/ 2的茎基部或根部出现病斑、变色或
腐烂,侧根明显减少;
4级: 茎基部被病斑环绕或根系大部分变色腐烂;
5级: 植株萎蔫枯死。
1. 3　病原物的分离纯化[ 11]
自茎基皮层病健交界处取小块组织, 1% NaClO
表面消毒 3～5 min,置加有抗生素( 100
g/ mL 利福
平)的 PDA 平板上, 25～28℃培养 3～5 d,检查长出
的微生物类群,单孢分离纯化, PDA 平板上活化备用。
1. 4　致病性测定及鉴定[ 11]
将待测菌株按 0. 8% (灭菌土: 待测菌培养物, W/
W)的量拌入灭菌土中, 混匀, 装入灭菌的花盆, 沙打旺
种子用 1% NaClO 表面消毒 3～5 m in播于花盆中, 于
28～30℃温室中生长, 观察发病情况。发病后再分离验
证与接种菌株异同。重复 3次, 清水为对照,有致病性
的菌株进行培养性状及病原菌形态观察, 鉴定病原物
种类。
1. 5　病原菌对主要豆科牧草及其它植物的致病性
1. 5. 1　供试材料　沙打旺( Astr agalus adsurgens )、
百脉根( L otus corniculatus)、鹰嘴紫云英( A . cicer)、草
木樨 ( Melilof t s of f icinal is )、小叶锦 鸡 ( Car agana
micr op hy lla)、蒙古黄芪( A . membr anaceus var . mon-
gol icus )、达呼里黄芪( A . dahuricus)、草木樨状黄芪
( A . melilototaicle)、杂花苜蓿(Medicago v aria)、架豆
( Phaseolus v ulgaris)、豇豆( Vigna unguiculata)、黄瓜
( Cucumis sativ us )、青 椒 ( Cap sicum spp. )、尖 椒
( Cap sicum annuum )、茄 砧 ( S olanum spp. )、茄 子
( Solanum melongena)、小麦( T rit ricum asetiv um )、甜
瓜( Cucumis melo)、白菜( Brassica p ekinensis)。(以上
种子由内蒙古草原站, 中国农科院畜牧所,赤峰草原
站,敖汉旗草原站及内蒙古农业大学农学院等单位提
供) ,详见表 2。
1. 5. 2　方法　土壤灭菌( 170℃, 4 h) ,与麦麸培养的
病原菌( Sad 1和 S ad2)按 1000∶1( W/W ) 混匀装盆;
供试种子经 0. 1%升汞液表面消毒后播种。每处理重
复 5 次, 每盆播 8～10 粒种子, 在 25～30℃下生长
30～40 d, 记载接种植株发病情况。每种作物分别设空
白对照。
2　结果与分析
2. 1　沙打旺根腐病典型症状
沙打旺病株地上部生长不良,叶小而呈淡黄色, 地
下部受害以根部为最重,根系腐烂(干腐) , 主根皮层腐
烂呈红褐色, 茎基部受害皮层呈褐色。剖茎观察,可见
茎基部木质部有黑褐色斑块。严重的茎秆干枯, 翌年不
能返青。
2. 2　沙打旺根腐病发生情况调查
调查的沙打旺处于分枝期。赤峰市敖汉旗沙打旺
根腐病发生严重程度逐年加重,种植第 1 年的发病率
为 48. 6%, 而第 2 年为 65% , 3、4、5年沙打旺根腐病
发病率都是 100% ;而病情指数呈逐年上升的趋势, 第
1年的病情指数为 35. 2,第 2年上升为 68. 7,第 3、4、5
年则分别高达 84. 7、92. 1、95. 0。从调查结果可以看
出,株龄在 3 年以上的沙打旺 100%可被根腐病菌侵
染,并且发病程度呈上升的趋势(表 1)。
286 草　地　学　报 第 12卷
表 1　沙打旺根腐病发生情况调查结果( 1999年 6月 23 日)
T able 1　Investigation on the r oo t r ot disease of
A . ad surgens ( 23 June, 1999)
地点: 赤峰市敖汉旗乌兰召采石场
Place: Wulanzhao quar ry , Aohan county , Chifeng city
株龄
Age of plant ( year)
发病率( % )
Diseas e incidence( % )
病情指数
Disease index
1 48. 6 35. 2
2 65. 0 68. 7
3 100. 0 87. 4
4 100. 0 92. 1
5 100. 0 95. 0
2. 3　沙打旺返青情况调查结果
图 1　不同株龄沙打旺返青情况调查结果
Fig . 1　Re-greening r ate of A stragalus adsurgens plant
at dif fer ent ag e of a plant
调查时间: 1999 年 6 月 26日; 调查地点:敖汉旗乌兰召采石场
Invest ig ation t ime 26 June, 1999; Investigation place:
Wulanzhao quar ry , Aohan county
　　对种植 4年和 5年处于分枝期的沙打旺进行了返
青率的调查, 结果表明,生长第 4年的沙打旺返青率为
68. 7% ,而生长第 5年的沙打旺返青率为 54. 8%。调
查结果表明返青率相对较高,都在 50%以上,但是实
际上每个返青植株只有不超过 1/ 3的枝条可以发芽,
抽出新的枝条,且长势衰弱,产草量明显降低。所以沙
打旺种植到第 5年就基本上没有商品价值。(见图 1)
2. 4　病原菌种类及形态描述
从采集的病株上分离得到的菌株, 全部进行了致
病性测定。发现有 2个菌株具有较强的致病力。对这
两个菌株进行分类鉴定。两菌株都是镰刀菌, 菌株 1:
菌丝开始呈白色, 4～7 d后培养基背面呈淡蓝色标记
为 S ad1; 菌株 2:菌丝白色, 4～7 d 后培养基背面呈淡
紫色标记为 Sad 2。
Sad 1在 PDA 平板上菌丝生长茂盛分泌兰色色
素,产生两类分生孢子,小型分生孢子 1～2个细胞, 假
头状着生于分生孢子梗上, 分生孢子梗较长,大型分生
孢子马特型, 4～5个细胞,微弯曲, 顶端细胞短, 基细
胞足状, 4. 3～34. 3
m,厚垣孢子在菌丝及大孢子中
间生。根据以上特性, 该病原菌鉴定为茄病镰刀菌
Fusarium solani f . sp ast rgal i Tang et Yang。
Sad 2在 PDA 平板上菌丝先为白色, 后变为红紫
色, 最后菌丝呈毡状,分泌紫色色素,菌丝平均生长速度
为 0. 7 cm / d, 厚垣孢子顶生,外壁光滑。产生大量小孢
子, 无隔,大小 2. 62～5. 04×6. 3～8. 82
m,大孢子有
明显的足细胞, 顶端细胞钝圆, 3～5 个分隔, 多为 3分
隔, 大小 22. 5～35. 0×5. 0
m, 小型分生孢子梗单出,
较短,瓶状, 37. 8～68. 0×5. 0
m;大分生孢子梗轮状分
枝,分枝为瓶状小梗, 大小为 12. 6～22. 5×2. 52
m。根
据以上特性, 该病原菌鉴定为尖孢镰刀菌 Fusarium
oxysp or um f. sp astr gali T ang et Yang
[ 12, 13]
, (图 2)。
图 2　左: 茄病镰刀菌大、小分生孢子形态图;右: 尖孢镰刀菌大、小分生孢子形态图
Fig . 2　Left: macr oconidia and micr oconidia of Fusar ium solani　Right: macro conidia and micro conidia of F . oxy sp orum
2. 5　病原菌对寄主植物的致病性
对 19种主要豆科牧草和多种作物的接种实验结
果表明沙打旺根腐病菌 S ad 1和 Sad 2除侵染沙打旺
外还可严重侵染鹰嘴紫云英、小叶锦鸡、蒙古黄芪、达
呼里黄芪、草木樨状黄芪、杂花苜蓿等 7种,发病率都
在 60%以上, 病株叶片褪绿黄化、萎蔫, 茎基部缢缩,
287第 4期 周洪友等:沙打旺根腐病发生及病原菌的鉴定
根部成黑褐色;草木樨发病率较低, 不到 30%。Sad1
还可以严重侵染百脉根和轻度侵染架豆,但 Sad 2不
侵染。从以上植株中都分离出镰刀菌。另外 9种植物
无任何症状, 不是沙打旺根腐病菌 S ad 1和 Sad 2 的
寄主植物(见表 2)。
表 2　沙打旺根腐病菌对豆科牧草和其它作物的致病性
Table 2　Pat hogenicity o f Fusar ium r oot ro t to A . adsurgens Legume and ot her crops
品种名
Cultiv ar
作物种类
Species
分类地位
Classical
发病率( % )
Disease incidence
Sad 1 Sad 2
黄河 2 号 Huanghe No . 2 沙打旺 A strag alus adsurgens Pall. 豆科黄芪属 A strag alus Linn 100. 0 84. 2
恩派尔 Empir e 百脉根 L otus corniculatus L . 豆科百脉根属 L otus L inn 90. 0 0
渥克思雷 Oxley 鹰嘴紫云英 A . cicer L . 豆科黄芪属 A strag alus Linn 100. 0 100. 0
白牧一号 Baimu No. 1 草木樨 Melilotus off icinalis ( L inn) Desr . 豆科草木樨属 Melilotus L inn 28. 3 16. 7
内蒙古 Inner M ongo lia 小叶锦鸡 Caragana micr ophy lla Lum. 豆科锦鸡属 Cang ara L inn 100. 0 100. 0
普通型 General t ype
　
蒙古黄芪 A .membranaceus var .
mongolicus (B unge) P . K . Hsiao .
豆科黄芪属 A strag alus Linn
　
87. 5
　
72. 7
　
普通型 General t ype 达呼里黄芪 A . dahur icus( P all. ) DC 豆科黄芪属 A strag alus Linn 100. 0 87. 5
塔落岩 Taluo yan 草木樨状黄芪 A .melilototaicle Pall. 豆科黄芪属 A strag alus Linn 80. 0 60. 5
草原一号苜蓿 Caoyuan No . 1 杂花苜蓿 Medicago varia Mart in 豆科苜蓿属 Med icag o L inn 84. 4 85. 7
双青十二 Shuangqing No . 12 架豆 Phaseolus v ulg ar is Linn 豆科 L eguminosae 23. 1 0
大叶青 Dayeqing 豇豆 V igna unguiculata( linn. ) Walp. 豆科 L eguminosae 0 0
中椒四号 Zhong jiao No . 4 青椒 Cap sicum spp. 茄科 Solanaceae 0 0
农大-082 Nongda No. 082 尖椒 Cap sicum annuum L inn 茄科 Solanaceae 0 0
野茄二号 Yeqie No . 2 茄砧 Solanum spp. 茄科 Solanaceae 0 0
二苠茄 Erm inqie 茄子 Solanum melongena L . 茄科 Solanaceae 0 0
农大 0932 Nongda No . 0932 小麦 T r iticum aestivum L inn 禾本科 Gramineae 0 0
黄河密瓜 Huanghe melon 甜瓜 Cucumis melo L . 葫芦科 Cucurbitaceae 0 0
津春 3 号 Jinchun No. 3 黄瓜 Cucumis sativ us L inn 葫芦科 Cucurbitaceae 0 0
大青麻叶 Daqingmaye 白菜 Brassica p ekinensis ( lour . ) Rupr 十字花科 Crucif erae 0 0
3　结论与讨论
3. 1　沙打旺是一种抗风沙耐干旱的豆科草种, 既是优
良的绿肥和牧草, 又是良好的固沙和水土保持植物, 特
别适于在北方干旱贫瘠和黄土高原荒漠沙化土壤上种
植。随着栽培面积的日益扩大, 病害问题也逐渐严
重[ 1～ 7] ,其中根腐病造成损失十分明显,已经在内蒙古
地区上升为主要病害。沙打旺草地自然寿命为 8～10
年[ 14～16 ] , 生长 2～5年产草量达到最高峰[ 17] , 本研究
结果表明,沙打旺生长 4年产草量开始下降,第 5年已
无利用价值。从调查中可以看出,随着沙打旺株龄的增
长,其发病率和病害严重度逐渐增加;自第 3年开始植
株就有死亡, 第 4年和第 5年株返青率很低, 植株变
矮,分蘖能力下降, 枝条变细、减少, 草地生产力下降,
产草量和结草籽力下降。
3. 2　本文报道了沙打旺根腐病病原菌鉴定结果,该病
由两种病原菌-茄病镰刀菌( Fusarium solani )和尖孢
镰刀菌( F . oxy sp orum )侵染所致, 目前尚未见有关的
病原菌鉴定报道。通过沙打旺根腐病菌对 19种植物的
致病性测定, 两个典型分离物 S ad 1和 S ad 2 均能对
沙打旺、鹰嘴紫云英、草木樨、小叶锦鸡儿、蒙古黄芪、达
呼里黄芪、草木樨状黄芪和杂花苜蓿等 9种豆科植物侵
染, 其中 8种严重感病;分离物 Sad 1对百脉根侵染率
高, 而对于架豆微弱侵染;其它非豆科和非黄芪属植物
为非寄主植物。病原菌可以侵染全部豆科黄芪属的植
物, Sad 1和 Sad 2初步定为沙打旺专化型 Fusarium
solani f . sp. astragali 和F. oxy sp orum f. sp astragali。
豆科黄芪属的植物易受这两种病原菌严重侵染,说明沙
打旺根腐病菌有很大的潜在重危险性,对于生产上安排
茬口, 实行轮作或混播必须高度重视。本文只是对赤峰
地区沙打旺种植区进行调查和病原菌的分离、鉴定, 其
它沙打旺种植区根腐病的发生情况及病原菌的株系有
待进一步研究;镰刀菌的寄主范围十分广泛,各种寄主
分离菌系的致病性和生理性状不尽相同, 我国主要作物
上的镰刀菌能否侵染沙打旺及致病性的强弱需进一步
探讨。这对于沙打旺的种植和采取农业措施防治沙打旺
根腐病将具有指导意义。 (下转 297页)
288 草　地　学　报 第 12卷
长、花药长度、穗结实数及穗自交结实数等特征差异显
著。另一个显著差别是生育期较老芒麦晚 30 d 左右。
在种植第一年,加拿大披碱草的生长势和分蘖能力不
及老芒麦。从育性特征上,加拿大披碱草的花粉活力和
结实率较低, 但二者的自交结实能力相对较强, 表明它
们是典型的自花授粉植物。从分类学上,二者属地理上
远缘的两个种。从核型公式上, 加拿大披碱草为 2n=
4x = 28= 28m ( 4SAT ) , 老芒麦为 2n = 4x = 28= 24m
+ 4sm ( 2SAT )
[ 6] ,二者均为 1A 核型,说明二者的核型
差异并不大。但从其杂种 F1 代PMCM I染色体配对行
为来看,二者的同源性较差,环状二价体数仅 2. 58, 而
双亲的环状二价体均超过 13条[ 2]。形态学和细胞学的
证据证明加拿大披碱草与老芒麦的遗传关系较远。
3. 2　杂种优势的利用
经过正、反交的大量试验,结果以加拿大披碱草为
母本,老芒麦为父本获得 2个株系 [ 3] , 杂种一代在叶
形、叶色上与母本相近, 在生长、分蘖及穗长方面超出
了双亲,表现出较强的优势。双亲都是产草量高,抗性
强的优质牧草,产量性状的差异并不明显, 可能杂交后
代的优良性状纯化相对容易。通过组培诱变其杂种恢
复了育性,后代的育种选择仍在进行中。
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(上接 288页)
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