溫度對小麥矮腥黑穗病菌冬孢子萌發(fā)的影響

王吉霞　周益林　段霞瑜　王生榮　王軍平　邱　焯

摘要溫度對小麥矮腥黑穗病菌冬孢子萌發(fā)影響的試驗結(jié)果表明，TCK冬孢子在－2～12℃范圍內(nèi)都可以萌發(fā)，5℃為最佳萌發(fā)溫度。同一分離菌冬袍子在不同溫度處理的萌發(fā)特性和萌發(fā)率有差異；不同分離苗冬孢子在相同溫度下的萌發(fā)特性和萌發(fā)率有很大差異。在5℃下5個分離菌中，冬孢子萌發(fā)起始時間最短的為15d，最長為35d，培養(yǎng)60d時分離菌T_t1T_t2、T_y、T_m，和T_u冬孢子的萌發(fā)率分別為86．4％、23．9％、23．3％、44．3％和81．O％。根據(jù)分離轎菌T_t2不同溫度下培養(yǎng)50d時的萌發(fā)率，建立了萌發(fā)率(Y)與溫度(x)的模型為Y=0．150 8exp[-0．02949(X-4．9576)]2，此結(jié)果為TCK的風(fēng)險訐估提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞植物病理學(xué)；小麥矮腥黑穗病菌；溫度；冬孢子萌發(fā)；模型

中圖分類號S435．121．49

小麥矮腥黑穗病(Tilletia controversa Kuhn，TCK)，是重要的國際槍疫性病害，對小麥生產(chǎn)具有毀滅性危害。有關(guān)小麥矮腥黑穗病菌生物學(xué)和流行學(xué)方面的研究，前人已做不少工作。病害的發(fā)生主要取決于病菌冬孢子能否萌發(fā)和成功入侵寄主，而溫度是影響其病菌萌發(fā)和入侵的主要因子之一。已有試驗結(jié)果表明，TCK冬孢子萌發(fā)的適溫范圍在3～8℃，5℃為最適萌發(fā)溫度，當(dāng)溫度大于12℃或小于－2℃時，TCK冬孢子不能正常萌發(fā)。但這些結(jié)果大多都為定性研究，定量化不夠，而目前對此病在我國的定殖風(fēng)險分析急需病害與其主導(dǎo)因子間的量化關(guān)系，故本試驗通過在室內(nèi)人工控制不同溫度條件下，對TCK萌發(fā)特性進行了研究，目的是進一步明確溫度對TcK冬孢子萌發(fā)的影響，并在此基礎(chǔ)上建立病菌冬孢子萌發(fā)率與溫度關(guān)系的量化模型，為TCK在我國的定殖風(fēng)險分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1材料和方法

1．1供試材料

小麥矮腥黑穗病菌分離菌T_t1、T_t2、T_y、T_m和T_u。

1．2試驗方法

試驗分2部分：(1)分離菌T_t2冬孢子在-4、-2、0、2、5、6、9、10、12、15℃共10個不同溫度處理下培養(yǎng)；(2)分離菌T_t1、T_t2、T_y、T_u和T_u放置在5℃處理下培養(yǎng)。每處理均重復(fù)4次。

方法：從不同分離菌樣品的同一發(fā)病麥穗取2～5粒菌癭，置于2mL。離心管中，滴適量蒸餾水靜置30min浸泡菌癭，然后搗碎并充分振蕩，用100網(wǎng)篩過濾后在室溫下培養(yǎng)24h，低速離心后棄去上清液，加0．25％次氯酸鈉水溶液并在室溫下放置1min表面消毒，然后用滅菌水洗3次，將冬孢子懸浮在滅菌水中并調(diào)冬孢子濃度25～30萬個／mL將配制的冬孢子懸浮液加入預(yù)先做好的培養(yǎng)基平板(100mL。培養(yǎng)基中含有2．5g瓊脂、5mg 80萬IU青霉素)上，每皿加冬孢子懸浮液0．25 mL。(冬孢子合10個／mm2)，并用無菌的三角玻璃棒均勻涂抹培養(yǎng)基表面，分別置于不同溫度的光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。鏡檢觀察從培養(yǎng)20d之后開始，在5℃或6℃下培養(yǎng)的冬孢子鏡檢觀察從第15天開始，每5天觀察一次，每個培養(yǎng)皿觀察200～300個孢子。鏡檢以無菌絲長到冬孢于直徑的1／2時視為萌發(fā)，記錄萌發(fā)起始時間、萌發(fā)率及生長情況。

根據(jù)分離菌T_t2在不同溫度梯度下50d時TCK冬抱子萌發(fā)率，用SAS軟件擬合病菌孢子的萌發(fā)率(Y)與溫度(X)的模型。

2結(jié)果與分析

2．1不同溫度下分離菌T_t2的萌發(fā)

不同溫度下TCK分離菌T_t2冬孢子在不同時間的萌發(fā)率結(jié)果見圖l，由圖可看出冬孢子在－2、0、2、5、6、8、10、12℃條件下均能夠萌發(fā)，－4℃和15℃不能萌發(fā)，萌發(fā)起始時間以5℃和6℃最短，僅20d；－2℃最長為35d；0、2、8、10、12℃為25d。培養(yǎng)60d時于－2、0、2、5、6、8、10、12℃下冬孢子的萌發(fā)率分別為12．5％、9．9％、11．7％、23．9％、19．4％、10．9％、9．9％、9．2％。由此看出TCK冬孢子在－2～12℃范圍內(nèi)均可萌發(fā)，而以5℃為最佳萌發(fā)溫度。

對TCK冬孢子萌發(fā)過程觀察發(fā)現(xiàn)，TCK冬孢子萌發(fā)后首先長出先菌絲，先菌絲長短差異較大，可以長到1～10倍冬孢子直徑不等。有的可觀察到多個萌發(fā)孔，在同一個冬孢子上產(chǎn)生多條先菌絲。起初先菌絲沒有隔膜，在5℃的處理中，培養(yǎng)55d以后先菌絲一端開始產(chǎn)生隔膜，并可觀察到先菌絲的頂端長出初生擔(dān)孢子和冬孢子融合后形成的H體和接合釘。絲狀的初生擔(dān)孢于是從先菌絲頂部開始生長，形成密集的一束，70d時開始有少量的初生擔(dān)孢子頂端長出臘腸狀的次生擔(dān)孢。0、2、6、8、10、12℃的處理在培養(yǎng)60d以后才可觀察到分隔的先菌絲和初生擔(dān)孢子。

從試驗結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，T_t2分離菌在不同溫度下其冬孢子萌發(fā)與王軍平所做的T_t1分離菌有明顯的差異。相同溫度處理比較，分離菌T_t2冬孢子萌發(fā)起始時間較早，5℃最短僅為20d，但是其萌發(fā)速率和萌發(fā)過程緩慢；分離菌T_t1冬孢子萌發(fā)起始時間晚，5℃為30d，但是此分離菌冬孢子一旦開始萌發(fā)，其萌發(fā)速度和萌發(fā)過程都比T_t2快。以5℃為例，分離菌T_t1和_T2冬孢子先菌絲頂端長出初生擔(dān)孢子的時間分別為40d和55d，培養(yǎng)55 dg時的萌發(fā)率分別為74．0％和18．0％。

2．2不同分離菌冬孢子在相同溫度下的萌發(fā)

不同分離菌冬孢子在5℃下的萌發(fā)結(jié)果表明，5個分離菌冬孢子無論萌發(fā)起始時間、萌發(fā)率以及萌發(fā)過程都有很大差異．其中以T_u的萌發(fā)速度最快，其起始時間最短僅15d，培養(yǎng)30d即可以觀察到大量的無菌絲頂端產(chǎn)生初生擔(dān)孢子，35d可以觀察到密集的初生擔(dān)孢子產(chǎn)生大量的次生擔(dān)孢子。并散落在冬孢子周圍，60d時萌發(fā)率高達81％；T_t1的萌發(fā)起始時間為30d，培養(yǎng)40d后可以觀察到先菌絲頂端產(chǎn)生的初生擔(dān)孢子，40d可觀察到次生擔(dān)孢子，培養(yǎng)60d時的萌發(fā)率高達86．4％；_m、的萌發(fā)起始時間為30d，但培養(yǎng)35d時可觀察到先菌絲頂端長出初生擔(dān)孢子，45d時可觀察到大量次生擔(dān)孢子，60d時萌發(fā)率為44．3％；T_t2和T_y萌發(fā)速度相似，盡管兩分離菌冬孢子的萌發(fā)起始時間均為20d，但萌發(fā)速度和過程較慢，培養(yǎng)50d以后才可以觀察到分隔的先菌絲和初生擔(dān)孢子，70d以后才產(chǎn)生次生擔(dān)孢子，60d的萌發(fā)率僅分別為23．9％和23．3％。2．3TCK病菌孢于萌發(fā)率與溫度關(guān)系模型的建立

根據(jù)分離菌T_t2冬孢子不同溫度梯度下50d時的萌發(fā)率，擬合冬孢子萌發(fā)率(Y)與溫度(X)的模型為Y＝O．1508 exp[-0．02949(X-4.9576)²]，用X²對建立的模型進行了檢驗，通過模型擬合值和實際值計算出X²＝0.1470362