番茄莖基腐病病原菌的生物學(xué)特性

劉志恒, 馬家瑞, 楊 紅, 韓翔宇, 呂 彬, 王 悅

(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院,沈陽 110161)

近年來,隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,早春大拱棚或溫室種植番茄的面積逐年擴大[1],加之全球氣候變暖,早春番茄生產(chǎn)上莖基腐病的發(fā)生有加重趨勢[2],若該病在番茄生產(chǎn)上嚴(yán)重發(fā)生,將會對番茄生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅。該病害在國內(nèi)外研究資料中報道很少,特別是系統(tǒng)性研究報道更為少見。為明確番茄莖基腐病病原菌的生物學(xué)特性,探討病菌越冬侵染特點,本試驗對采集分離的番茄莖基腐病病菌的生物學(xué)特性進(jìn)行了研究。

1 材料與方法

1.1 供試材料

番茄莖基腐病害標(biāo)樣采自遼寧省沈陽市和撫順市。

1.2 病害癥狀描述

根據(jù)番茄莖基腐病莖基部危害的癥狀特點進(jìn)行描述記載[3]。

1.3 病原菌鑒定

按常規(guī)方法對番茄莖基腐病標(biāo)樣進(jìn)行分離、培養(yǎng)、鑒定[4],描述記載病原菌形態(tài)。

1.4 病菌生物學(xué)特性測定

1.4.1 菌絲生長和菌核產(chǎn)生特性測定

1.4.1.1 不同培養(yǎng)基的影響

選用 PDA 、PSA 、2%水瓊脂[5]、Richard、番茄煎汁[6]、燕麥片和番茄燕麥片7種培養(yǎng)基,移植直徑8mm的菌餅,25℃恒溫培養(yǎng)。設(shè)3次重復(fù)。間隔24h采用十字交叉法測定菌落直徑,3d后繪制菌絲生長速度曲線,進(jìn)行方差分析和多重比較[7]。20d后記錄菌核數(shù)量。

番茄煎汁瓊脂培養(yǎng)基：番茄汁150mL,瓊脂粉12g,水 1000mL。

燕麥片瓊脂培養(yǎng)基：燕麥片30g,瓊脂粉12g,水1000mL。

番茄燕麥片瓊脂培養(yǎng)基：番茄汁150mL,燕麥片30g,瓊脂粉12g,水1000mL。

1.4.1.2 不同碳源的影響

PDA為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,以果糖、木糖、甘露糖、半乳糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖、山梨糖、淀粉及糊精等量置換葡萄糖,制成 11種培養(yǎng)基。菌餅應(yīng)用同上,25℃恒溫培養(yǎng)[8]。重復(fù) 3次。菌落直徑測定、記載、統(tǒng)計方法以及菌核產(chǎn)生記錄等均同上。

1.4.1.3 不同氮源的影響

PA為基礎(chǔ)培養(yǎng)基,按0.5%分別加入硝酸鉀、硫酸銨、磷酸二氫銨、氯化銨、硝酸鈉、蛋白胨、脲、精氨酸、胱氨酸及丙氨酸,制成11種培養(yǎng)基。菌餅應(yīng)用同上,25℃恒溫培養(yǎng)[8]。重復(fù)3次。菌落直徑測定、記載、統(tǒng)計方法以及菌核產(chǎn)生記錄等均同上。

1.4.1.4 不同溫度的影響

將直徑8mm菌餅移植于PDA平板培養(yǎng)基上,溫度設(shè)置 0、2、5、10、15、20、25、30、32 、35 ℃共 10 個梯度。重復(fù)3次。間隔24h十字交叉測量菌落直徑,3d后繪制菌絲生長速度曲線,進(jìn)行方差分析和多重比較[7]。并于20d后記錄菌核數(shù)量。

1.4.1.5 不同pH的影響

采用 PDA 平板培養(yǎng)基,pH 設(shè)置 2、3、4、5、6、7、8、9、10、11共10個梯度(用0.1%的 NaOH 和 HCl溶液調(diào)配)。菌餅應(yīng)用同上,25℃下恒溫培養(yǎng)。重復(fù)3次。菌落直徑測定、記載、統(tǒng)計方法以及菌核產(chǎn)生記錄等均同上。

1.4.1.6 不同光照的影響

將直徑9mm的菌餅接種于PDA平板上,設(shè)置光照24h、黑暗 24h、L∥D=12h∥12h共 3種處理,25℃恒溫培養(yǎng)。重復(fù)3次。菌落直徑測定、記載、統(tǒng)計方法以及菌核產(chǎn)生記錄等均同上。

1.4.2 菌絲致死溫度測定

將直徑8mm的菌餅置于裝有無菌水的試管中,試管分別置于 47、48、49 、50、51、52、53 、54、55 ℃的恒溫水浴鍋中處理10min,迅速冷卻后移植于PDA平板培養(yǎng)基中央,每皿3塊,25℃恒溫培養(yǎng)。每處理3次重復(fù)。3d后觀察菌絲生長狀況,確定菌絲致死溫度。

1.4.3 菌核萌發(fā)條件測定

1.4.3.1 不同碳源的影響

采用菌絲生長和菌核產(chǎn)生特性測定所用的11種培養(yǎng)基。分別植入菌核50粒/皿,25℃恒溫培養(yǎng)。重復(fù)3次。3d后觀察菌核萌發(fā)情況,每處理隨機檢查100粒菌核,計算比較菌核萌發(fā)率。

1.4.3.2 不同溫度的影響

采用 PDA 平板培養(yǎng)基 ,設(shè)置 0、5、10、15、20、25、30℃共7個溫度梯度,分別移入菌核 50粒/皿。重復(fù)3次。菌核萌發(fā)觀察及計算比較方法同上。

1.4.3.3 不同pH的影響

同前述方法調(diào)節(jié) pH,設(shè)置 2、3、4、5、6 、7 、8、9、10共9個梯度。分別移入菌核 50粒/皿。重復(fù) 3次。菌核萌發(fā)觀察及計算比較方法同上。

1.4.4 菌核致死溫度測定

將菌核置于裝有無菌水的試管中,分別置于57、58、59、60、61、62 ℃的 恒溫水浴鍋中處 理10min,迅速冷卻后將菌核移植于PDA平板培養(yǎng)基,每皿4粒,25℃恒溫培養(yǎng)。設(shè)3次重復(fù)。3d后根據(jù)菌核是否萌發(fā)生成菌絲,確定菌核致死溫度。

2 結(jié)果與分析

2.1 病害癥狀描述

番茄莖基腐病主要危害大苗、定植后番茄的莖基部,有時延及主側(cè)根。發(fā)病部位初呈暗褐色,繼而繞莖基部或根莖處擴展,引起皮層腐爛;導(dǎo)致地上部葉片變黃,嚴(yán)重時果實膨大后植株因養(yǎng)分供應(yīng)不足漸萎蔫枯死,發(fā)病后期在病部表面常形成黑褐色、大小不一的菌核。

2.2 病原菌形態(tài)描述

番茄莖基腐病的病原菌為立枯絲核菌(Rhizoctoniasolani),屬真菌界,無性型真菌,絲孢綱,無孢目,絲核菌屬。

人工培養(yǎng)條件下,約15d左右,菌絲彼此交織糾集形成褐色或黑褐色的菌核,球形、長粒狀或不規(guī)則形,大小2.3mm×1.5mm;菌核表面粗糙,內(nèi)外層顏色較一致,結(jié)構(gòu)疏松。菌絲初期無色,老熟后漸為褐色,平均直徑為9.6μm;菌絲分支多呈直角,近分支處形成隔膜,分支基部呈縊縮狀(圖1)。

圖1 番茄莖基腐病病原菌形態(tài)圖

2.3 病菌生物學(xué)特性測定

2.3.1 菌絲生長和菌核產(chǎn)生特性測定結(jié)果

2.3.1.1 不同培養(yǎng)基的影響

在燕麥片培養(yǎng)基上,菌絲生長速度顯著快于其他培養(yǎng)基,其次為番茄燕麥、番茄煎汁、PSA、PDA和Richard培養(yǎng)基,而在2%水瓊脂上明顯慢于其他培養(yǎng)基(圖2)。從菌落形態(tài)看,病菌在番茄燕麥、番茄煎汁、PSA、PDA和Richard培養(yǎng)基上菌落較為致密,在2%水瓊脂和燕麥片培養(yǎng)基上菌落較為稀疏。從菌核產(chǎn)生數(shù)量看,在Richard培養(yǎng)基上產(chǎn)生最多,2%水瓊脂培養(yǎng)基上產(chǎn)生最少。

圖2 培養(yǎng)基對番茄莖基腐病菌菌絲生長的影響

2.3.1.2 碳源的影響

在淀粉和糊精培養(yǎng)基上,菌絲生長速度較快,其次為蔗糖、葡萄糖、甘露糖和果糖培養(yǎng)基,而在山梨糖培養(yǎng)基上明顯較慢(圖 3)。在葡萄糖、果糖、木糖、甘露糖、半乳糖、蔗糖、麥芽糖、乳糖及淀粉培養(yǎng)基上菌絲致密,無明顯差異;在糊精培養(yǎng)基上,菌絲生長速度雖快,但菌絲稀疏,認(rèn)為其并不適宜病菌菌絲生長。從菌核產(chǎn)生量看,除碳源山梨糖外,其他培養(yǎng)基上均能產(chǎn)生菌核,以碳源為淀粉和麥芽糖產(chǎn)生量最多,果糖和乳糖最少。

圖3 碳源對番茄莖基腐病菌菌絲生長的影響

2.3.1.3 氮源的影響

測定結(jié)果見圖4。

圖4 氮源對番茄莖基腐病菌菌絲生長的影響

由圖4結(jié)果表明,菌絲生長的適宜氮源為硝酸鉀、硝酸鈉、磷酸二氫銨、蛋白胨,以硝酸鈉為最適,生長速度明顯優(yōu)于其他培養(yǎng)基。氮源為硫酸銨、氯化銨、精氨酸、胱氨酸、丙氨酸時生長較緩慢,在氮源為脲的條件下5d菌落未見擴展。除脲氮源外,菌絲在其他氮源條件下的生長均較為致密,無明顯區(qū)別。從產(chǎn)生菌核數(shù)量看,氮源為蛋白胨時最多,而在硝酸鉀、磷酸二氫銨、氯化銨、脲、精氨酸培養(yǎng)基上,20d后均未產(chǎn)生菌核。

2.3.1.4 溫度的影響

測定結(jié)果表明,病菌菌絲在2～32℃溫度范圍內(nèi)均可生長,適宜范圍為20～25℃,最適為20℃。在2℃和32℃下生長極其緩慢(圖5)。15～25℃下,病菌菌絲較為致密,其他溫度下菌絲較為稀疏。考察菌核產(chǎn)生數(shù)量,以15℃產(chǎn)生量最多。

圖5 溫度對番茄莖基腐病菌菌絲生長的影響

2.3.1.5 pH的影響

病菌在pH3～10范圍內(nèi)均可生長(圖6),但存在顯著性差異。在pH為5～7時,菌落擴展最快,菌絲生長致密,為最適pH范圍。病菌在pH為5～10范圍內(nèi),菌絲生長均較為致密。從菌核產(chǎn)生數(shù)量看,pH7條件下產(chǎn)生最多,pH3條件下產(chǎn)生最少。

圖6 pH對番茄莖基腐病菌菌絲生長的影響

2.3.1.6 光照的影響

圖7測定結(jié)果可知,光照對菌絲生長沒有明顯作用,在全光照和半光照條件下,菌落直徑相差很小;而光照和半光照條件比全黑暗條件下的菌落直徑稍大一些,菌絲略致密一些,但均不明顯。從菌核產(chǎn)生數(shù)量看亦無明顯差異。

圖7 光照對番茄莖基腐病菌菌絲生長的影響

2.3.2 菌絲致死溫度

經(jīng)≥50℃的幾個溫度處理后,菌絲均未生長,由此確定該菌菌絲致死溫度為50℃、10min。

2.3.3 菌核萌發(fā)條件測定結(jié)果

2.3.3.1 碳源的影響

試驗結(jié)果表明,不同碳源對菌核萌發(fā)的影響有明顯差異,以麥芽糖為碳源時菌核的萌發(fā)率最高,3d萌發(fā)率可達(dá)100%,葡萄糖、蔗糖與甘露糖次之,3d萌發(fā)率達(dá)85%以上,而木糖的利用率最低,3d萌發(fā)率僅為60%。

2.3.3.2 溫度的影響

不同溫度下病菌菌核的萌發(fā)差異顯著,在5～30℃范圍內(nèi)菌核均可萌發(fā),20℃為最適溫度,3d萌發(fā)率可達(dá)95%以上;而在0℃和35℃條件下不萌發(fā)。

2.3.3.3 pH的影響

菌核在pH3～10范圍內(nèi)均可萌發(fā),適宜pH為5～7,以pH6的萌發(fā)率最高,3d萌發(fā)率可達(dá)98%;pH3菌核萌發(fā)率最低,3d萌發(fā)率僅為30%;pH2和pH11條件下菌核不萌發(fā)。

2.3.4 菌核致死溫度

經(jīng)≥59℃的幾個溫度處理后,菌核均不萌發(fā),由此確定菌核致死溫度為59℃、10min。

3 結(jié)論與討論

研究結(jié)果表明,不同的營養(yǎng)、溫度、pH等條件對番茄莖基腐病菌的菌絲生長和菌核產(chǎn)生有顯著影響。菌絲在PDA培養(yǎng)基上、20℃、pH7的條件下生長最好;光照對菌絲生長和菌核產(chǎn)生沒有明顯的促進(jìn)作用;多種碳源物質(zhì)對菌核萌發(fā)均有一定促進(jìn)作用,菌核在麥芽糖、20℃、pH6的條件下萌發(fā)率最高。

本研究結(jié)果表明,番茄莖基腐病的病原茄絲核菌(Rhizoctoniasolani)菌絲在2～32℃范圍內(nèi)均可生長,適宜范圍20～25℃,最適20℃;低于2℃和高于32℃菌絲生長停止。結(jié)果與陳京元等人[9]記述的濕地松立枯絲核菌和趙桂東等人[10]記述的玉米、水稻和大豆立枯絲核菌,最高生長溫度40℃的結(jié)果均有差異;而與趙桂東等人[10]記述的棉花立枯絲核菌和過崇儉[11]記述的水稻立枯絲核菌的最高生長溫度30～35℃的研究結(jié)論相似。據(jù)此認(rèn)為,病原同為茄絲核菌(Rhizoctoniasolani)的不同病害,由于其各自發(fā)生環(huán)境不同或是菌群分化等的影響,致使病原菌某些生物學(xué)特性也隨之具有一定差異,尚待深入研究。

測定結(jié)果表明,病原菌菌絲的致死溫度為50℃、10min,而人工培養(yǎng)的新鮮菌核的致死溫度達(dá)到59℃、10min,其致死溫度明顯高于菌絲,說明菌核具有較強的抗逆性。生產(chǎn)實際中,該病菌抗逆性極強,病菌老熟菌核可在土壤中越冬存活幾年而仍具有萌發(fā)和致病能力,生產(chǎn)上較難防治。本研究結(jié)果,對于生產(chǎn)上針對性擬定病害防治措施,具有一定指導(dǎo)意義。

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