馬鈴薯晚疫病病菌在貴州和云南的交配型分布與卵孢子生物學特性分析

摘要：貴州省與云南省是我國重要的馬鈴薯種植區(qū)，為了明確馬鈴薯晚疫病病菌在這2個省份的交配型分布情況和致病疫霉菌卵孢子的生物學特性，采用對峙培養(yǎng)的方法對2010—2012年采集自貴州省和云南省的馬鈴薯晚疫病病菌菌株進行了交配型測定，并采用MTT染色法和隔膜培養(yǎng)法研究馬鈴薯晚疫病病菌自育型菌株的卵孢子生物學特性。結果表明：在被測菌株中，自育型為優(yōu)勢菌株，比例高達91%，2個省間并沒有顯著性差異；貴州省和云南省2個群體的致病疫霉菌卵孢子平均活性率均隨培養(yǎng)時間的增加而下降；同時自育型菌株更容易誘導A1交配型產生卵孢子。

關鍵詞：馬鈴薯晚疫病菌；交配型；自育型；卵孢子

中圖分類號： S432.1；S435.32 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2014）07-0122-03

收稿日期：2014-03-18

基金項目：國家現(xiàn)代農業(yè)馬鈴薯產業(yè)技術體系（編號：CARS-10）；福建省教育廳項目（編號：JA12126）。

作者簡介：楊芮（1988—），女，河南洛陽人，碩士研究生，主要從事植物病理學方向的研究。E-mail：yangrui8891@163.com。

通信作者：潘賢，女，碩士，助理實驗師，主要從事植物病理學方面的研究。E-mail：panxian218@163.com。致病疫霉[Phytophthora infestans （Mont.） de Bary]是馬鈴薯晚疫病的病原菌，由該菌引起的馬鈴薯晚疫病是一種全球普遍發(fā)生、造成馬鈴薯嚴重損失的毀滅性病害[1]，曾在19世紀40年代造成過舉世震驚的“愛爾蘭饑饉”。目前我國馬鈴薯種植面積已達世界第一位，馬鈴薯晚疫病的大面積暴發(fā)嚴重制約了我國的馬鈴薯產業(yè)[2-3]。致病疫霉是一種異宗配合的卵菌，1956年Niederhauser在墨西哥中部首次發(fā)現(xiàn)A2交配型以及大量卵孢子[4]。在1984年之前，A2交配型一直被認為僅存在于墨西哥中部，其他地區(qū)僅有A1交配型，只通過游動孢子與孢子囊進行無性生殖[5-6]。直到1984年在瑞士首次檢測到A2交配型后[7]，在歐洲、美洲、非洲、亞洲包括中國在內的許多國家先后發(fā)現(xiàn)了A2交配型。Fry等指出致病疫霉A2交配型菌株的出現(xiàn)和遷移是近些年全球晚疫病再度大規(guī)模暴發(fā)的直接原因[8]。當致病疫霉群體在同一個地方同時出現(xiàn)A1交配型與A2交配型或者存在自育型時，有性生殖就有可能發(fā)生，有性生殖不僅會產生具厚壁抗逆性強的卵孢子作為初侵染源，還提供了遺傳重組的機會，導致出現(xiàn)致病力更強的生理小種[9]，從而增加了病害防治的難度。

馬鈴薯晚疫病病菌交配型的研究一直以來都是研究其群體遺傳的主要內容之一，尤其是自育型菌株的發(fā)現(xiàn)預示著馬鈴薯晚疫病病菌的生殖過程出現(xiàn)了新規(guī)律，因此卵孢子在晚疫病流行學中的存在機理和作用機制成為目前植物病理學家關注的焦點[10]。本研究旨在明確我國貴州省與云南省馬鈴薯主產區(qū)的交配型分布和自育型菌株卵孢子的生物學特性，推測馬鈴薯晚疫病病菌的主要生殖方式和有性生殖可能發(fā)生的概率，為進行科學規(guī)范施藥與合理選用抗性品種相結合的防治方針提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1供試菌株

用來進行交配型鑒定的供試菌株采自2010—2012年貴州省和云南省的4個群體共398株，采集地點與時間見表1。

3結論與討論

本研究對2010—2012年貴州與云南2省馬鈴薯主產區(qū)的馬鈴薯晚疫病病菌進行交配型測定，結果表明自育型菌株為優(yōu)勢菌株（共431個菌株，自育型比例為91%），近年來也有許多同類研究結果表明自育型菌株在中國馬鈴薯種植區(qū)出現(xiàn)：黃河早在1964年就曾發(fā)現(xiàn)過同宗配合菌株[12]；2001年和2007年，趙志堅等在云南分離到自育型菌株[13]；Han等[14]與王英華等[15]分別在2007年與2003年在甘肅省發(fā)現(xiàn)自育型菌株；2008年，李本金等在福建連城發(fā)現(xiàn)自育型菌株[16]；2008年，楊繼峰等在內蒙古發(fā)現(xiàn)13株馬鈴薯晚疫病自育型病菌，占被測菌株的13.8%[17]；2009年，馬云芳等在寧夏1個馬鈴薯種質資源圃中發(fā)現(xiàn)了發(fā)生頻率為18.1%的馬鈴薯晚疫病自育型菌株[18]；2011年李洪浩等在檢測四川省馬鈴薯晚疫病病菌的交配型時發(fā)現(xiàn)自育型的發(fā)生頻率為18.4%[19]。自育型的出現(xiàn)有可能會影響現(xiàn)有的馬鈴薯晚疫病防治措施。本試驗對馬鈴薯晚疫病自育型病菌卵孢子的研究主要從自育型產生的卵孢子活性和自育型是否能誘導A1、A2型產生卵孢子2個方面進行。值得一提的是在本次研究中沒有觀察到染色為藍色的卵孢子，卵孢子被染為藍色說明卵孢子已經度過休眠期，正處于萌發(fā)狀態(tài)。這種現(xiàn)象可能的原因為培養(yǎng)時間相對較短，或者是培養(yǎng)時間過長導致卵孢子完全失去活力。2010年Widmer對櫟樹脂潰瘍病疫霉菌卵孢子的活性研究結果表明，卵孢子活性率在培養(yǎng)4～6周時最高，培養(yǎng)時間延長至14周時，菌株的卵孢子活性率降到最低，一般在10%以下[20]，這與本研究中卵孢子活性率隨著培養(yǎng)時間的增加而下降這一趨勢相吻合。

在本研究中檢測到大量自育型馬鈴薯晚疫病菌株，但自育型菌株誘導A1、A2交配型產生卵孢子的數(shù)量相對較少，推測田間條件下有性生殖發(fā)生的可能性很低。有性生殖產生的卵孢子是否能在田間條件下萌發(fā)，萌發(fā)后是否具有侵染力等問題也有待解決。綜上所述，應對馬鈴薯晚疫病病菌群體進行更全面的群體遺傳分析來進一步預測疫霉菌有性生殖出現(xiàn)的概率以及對致病疫霉進化機制產生的影響，從而為制定晚疫病防治策略提供科學依據(jù)。

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