胡蘿卜黑腐病病原菌鑒定及生物學特性研究

趙曉軍, 周建波, 殷 輝, 封云濤, 莊飛云

(1.山西省農業科學院植物保護研究所,太原 030031;2.農業有害生物綜合治理山西省重點實驗室,

太原 030031;3.中國農業科學院蔬菜花卉研究所,北京 100081)

胡蘿卜黑腐病病原菌鑒定及生物學特性研究

趙曉軍1,2*, 周建波1,2, 殷 輝1,2, 封云濤1,2, 莊飛云3

(1.山西省農業科學院植物保護研究所,太原 030031;2.農業有害生物綜合治理山西省重點實驗室,

太原 030031;3.中國農業科學院蔬菜花卉研究所,北京 100081)

胡蘿卜黑腐病是影響山西省胡蘿卜產業發展的主要病害。本文研究了胡蘿卜黑腐病病原菌歸屬及其生物學特性。通過病原菌形態學特征鑒定胡蘿卜黑腐病致病菌為Alternaria radicina。病原菌生物學特性測定結果表明,菌絲最適生長溫度為28℃;最適p H為6;最適碳源和氮源分別為蔗糖和尿素;光照對菌絲生長影響較小。分生孢子萌發最適溫度為30℃,水滴中萌發率最高,酸堿度和光照周期對分生孢子萌發影響較小。

胡蘿卜黑腐病; 鏈格孢; 生物學特性; 鑒定

胡蘿卜黑腐病(carrot black rot)是一種世界性病害,在我國山西、河北、內蒙古、福建、臺灣等胡蘿卜種植區均有發生,在重發區發病田達100%,病株率達90%以上,已成為胡蘿卜主要病害之一。黑腐病可發生在胡蘿卜的整個生長期,危害葉片、莖及肉質根等。葉片發病,呈暗褐色斑,嚴重時枯死。莖、葉柄發病呈梭形或長條形斑,濕度大時產生黑色霉層。肉質根發病在根頭部形成凹陷黑斑,嚴重時肉質根腐爛[1]。Pryor等研究表明Alternaria radicina,A. carotiincultae,A.atrocariis侵染胡蘿卜植株后均可形成黑腐病癥狀[2-6]。目前關于胡蘿卜黑腐病病原菌歸屬及其生物學特性的系統研究報道較少。為明確胡蘿卜黑腐病病原菌歸屬,本文鑒定了山西省胡蘿卜黑腐病病原菌,并系統研究該病原菌的生物學特性,以期為胡蘿卜黑腐病的防控提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2010-2011年在山西省應縣采集胡蘿卜黑腐病標本,采用組織分離法分離病原菌,經單孢純化獲得純培養菌株[7]。按照柯赫氏法則驗證后,保存純培養菌株。

1.2 病原菌形態特征觀察

將純培養菌株接種于PDA平板,28℃恒溫培養,觀察病原菌菌落顏色、形狀、質地等菌落特征。采用插片培養法培養病原菌[8],微分干涉顯微鏡觀察菌絲、分生孢子、分生孢子梗形態,隨機測定100個分生孢子大小。

1.3 病原生物學特性測定

1.3.1 不同條件對病菌菌絲生長的影響

采用菌絲生長速率法測定碳源、氮源、培養基類型、溫度、酸堿度、光照周期對病原菌菌絲生長的影響。

1.3.2 病原菌分生孢子萌發條件測定

采用懸滴法測定溫度、濕度、酸堿度、光照周期對分生孢子萌發的影響。

1.3.3 數據分析

采用PASW Statistics 18軟件分析數據。

2 結果與分析

圖1 胡蘿卜黑腐病菌菌落形態學特征Fig.1 Morphological characteristics of Alternaria radicina

2.1 病原菌菌落特征

PDA培養基上,初期病原菌菌落呈白色(圖1a),隨著病原菌生長菌落呈橄欖色(圖1b),最終呈黑褐色至黑色,底部呈輪紋狀(圖1c)。

2.2 病原菌顯微特征

菌絲淡褐色、褐色,有隔膜、隔膜處縊縮(圖1d)。分生孢子梗褐色,有隔膜、隔膜處縊縮,直立或屈膝狀,單生,分生孢子脫落后孢痕明顯,大小(22～37)μm ×(3.5～4.5)μm(圖1e～g)。短粗型分生孢子深褐色、黃褐色,卵圓形、近橢圓形,光滑、無喙,單生或極少鏈生,有隔膜,橫隔1～7個,縱、斜隔0～3個,大小(30～50)μm×(10～20)μm(圖1h～l)。

2.3 環境對病原菌菌絲生長的影響

病原菌菌絲在24～31℃范圍內均能較好生長,菌絲生長最適溫度為28℃(圖2a);病原菌菌絲在供試7種培養基上均能生長,PDA培養基上生長最快,Czapek培養基上生長最慢(圖2b);病原菌可以利用多種形式的碳源,在蔗糖和葡萄糖中病原菌菌絲生長較好(圖2c);病原菌可以利用5種供試氮源,在尿素中菌絲生長最好(圖2d);病原菌菌絲在p H范圍為5～12之間均可生長,最適p H為6(圖2e);菌絲生長對光照條件要求較低,三種處理下菌絲生長差異不大(圖2f)。

圖2 環境對胡蘿卜黑腐病菌菌絲生長的影響Fig.2 Effects of environmental factors on mycelium growth of Alternaria radicina

圖3 環境對黑腐病菌分生孢子萌發的影響Fig.3 Effects of environmental factors on spore germination of Alternaria radicina

2.4 環境對分生孢子萌發的影響

試驗結果表明,病原菌分生孢子在24～32℃之間均可萌發,30℃為萌發最適溫度;孢子萌發率隨溫度升高而增高(圖3a)。分生孢子在濕度36.7%～100%之間均可萌發,水滴中(濕度100%)萌發率最高;孢子萌發率隨濕度升高而增高(圖3b)。酸堿度對孢子萌發影響較小,在p H為4～10之間均可萌發(圖3c);光照對于分生孢子萌發的影響較小(圖3d)。

3 討論

1922年,Meier等最早詳細描述了胡蘿卜黑腐病病原菌(Alternaria radicina)的菌落形態、顯微結構[9]。之后,許多研究者證明A.radicina在多個國家引起胡蘿卜黑腐病[25]。1998年以來,Saude等認為A.radicina是引起美國密歇根州、加利福尼亞州胡蘿卜黑腐病的致病菌[1012]。本研究采用組織分離、單孢純化獲得純培養菌株;并詳細描述了該菌株的菌落及顯微特征。參考國外學者對胡蘿卜黑腐病病原菌的相關描述[9,15],最終將山西省胡蘿卜黑腐病致病菌鑒定為Alternaria radicina。

鏈格孢屬真菌形態特征變化較大,采用形態學鑒定到種比較困難。隨著分子生物學技術的應用使得鏈格孢屬真菌分類更準確;例如：r DNA-ITS分析、RAPD等技術[13]。Hong等認為r DNA-ITS序列差異對鏈格孢(特別是小孢子種)提供的遺傳信息少,其進化未達到判定種間差異的程度,不能作為鏈格孢種級分類的方法[14]。RAPD分析靈敏度高,能更有效揭示鏈格孢相似種間遺傳變異性,已廣泛用于真菌系統學研究上。然而,rDNA-ITS等序列、RAPD技術在分類鑒定方面各有優點和局限性,需根據研究需求選擇[15]。另外,各種方法間交叉與互補,有時兩種或多種綜合使用,才能準確鑒定其歸屬。筆者正在采用RAPD分析技術對胡蘿卜黑腐病菌進行深入研究,進一步驗證傳統形態學鑒定結果。

生物學特征研究結果表明,病原菌菌絲生長最適溫度28℃,分生孢子萌發最適溫度30℃,孢子在水滴中萌發率最高,說明胡蘿卜黑腐病為高溫高濕病害。胡蘿卜種植時適當增加行間距,采取高壟種植和噴灌滴灌技術,均可減少胡蘿卜田間積水,避免田間高溫高濕小氣候的形成,破壞“病原-寄主-環境條件”的病害三角平衡關系,降低胡蘿卜黑腐病的發生幾率。

試驗結果還表明,7月中旬胡蘿卜黑腐病在山西省開始發病,8月中下旬達到高峰期,推斷可能由于胡蘿卜7-8月份進入糖分積累階段,有利于黑腐病菌利用胡蘿卜內蔗糖和葡萄糖。此外,追施尿素田胡蘿卜黑腐病發生較重,可能是由于尿素是最適合黑腐病菌生長的氮源。

本研究明確了胡蘿卜黑腐病病原及其生物學特性,為進一步研究胡蘿卜黑腐病的發生發展規律、控制病害發生和提高防治效果提供必要的理論依據。

[1] 趙曉軍,周建波,封云濤,等.不同類型藥劑對胡蘿卜黑腐病的田間防治效果及增產作用[J].中國蔬菜,2012(16)：93-95.

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(責任編輯：田 喆)

Pathogen identification and biological characteristics of carrot black rot

Zhao Xiaojun1,2, Zhou Jianbo1,2, Yin Hui1,2, Feng Yuntao1,2, Zhuang Feiyun3

(1.Institute of Plant Protection,Shanxi Academy of Agricultural Sciences,Taiyuan 030031,China;2.Shanxi Key Laboratory of Integrated Pest Management in Agriculture,Taiyuan 030031,China;3.Institute of Vegetables and Flowers,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081,China)

Carrot black rot is a devastating disease in Shanxi Province.To understand the morphology and biological characteristics of the pathogen,isolates of carrot black rot were collected.Based on morphology,the pathogen was identified as Alternaria radicina.The biological characteristics test showed that the optimal temperature for growth was 28℃and the optimal p H was 6.The mycelia grew best in sucrose as carbon source and in carbamide as nitrogen source.Light had little effect on mycelium growth.The optimum temperature for the conidial germination was 30℃.The conidia germinated best in the water.Light and p H had little effect on conidial germination.

carrot black rot; Alternaria radicina; biological characteristics; pathogen identification

S 436.31

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.06.013

2014-10-13

2015-03-28

公益性行業(農業)科研專項(200903016);山西省青年科技研究基金項目(2012021024-3);山西省農業科學院育種工程項目(11yzgc14,yzjc1309)

*通信作者 E-mail：zhaoxiaojun0218@163.com