紅葉石楠葉斑病病原菌生物學特性研究

馮雪 歐陽汝欣 馮蕾

(衡水學院生命科學學院，河北 衡水 053000)

紅葉石楠(Photinia×fraseri)是一種常綠的小喬木或灌木，屬于石楠科石楠屬，常見品種包括紅羅賓、紅唇等，在春秋兩季會展現出鮮紅的新葉，色彩艷麗持久，極具生機。紅葉石楠具有適應性強、耐旱耐貧瘠、抗病蟲害等優點，因其美麗的顏色和獨特的形態被廣泛種植于園林和城市綠化中，有“紅葉之王”“綠葉之王”之稱。近年來，對衡水市區紅葉石楠病害調查發現，葉斑病發展迅速且呈嚴重態勢，其病原菌孢霉主要侵染紅葉石楠老葉，常發生在春季相對溫暖的天氣，通常在6月上旬開始出現。發病初期，葉表面會出現黃色斑點，呈環狀褐色暈環，嚴重時出現白粉和棕粉斑點等大量沉淀物，葉邊緣出現紫色斑點，葉斑病后期葉片會呈褐色斑點病變，直至全葉皺縮枯黃。紅葉石楠葉斑病病原菌可以多次侵染，反復發生，嚴重影響了紅葉石楠的觀賞和應用價值[1]。為此，有必要對其病原菌進行生物學特性研究，預測紅葉石楠葉斑病病害的發生規律，并有效防治其發生。

目前，圍繞著紅葉石楠的生態保護、園林應用、繁殖技術、基因資源、藥用價值和文化價值等方面展開了大量研究，但對于紅葉石楠病害方面的研究基本空白。因此，本課題以在植物實驗室分離鑒定得到的紅葉石楠葉斑病病原菌為供試菌株，從溫度、pH值、碳源、氮源等4個影響因素入手，系統研究該病原菌的生物學特性，包括菌絲生長和產孢量等，為紅葉石楠葉斑病病害的正確診斷和及時準確預測預報奠定了理論基礎[2]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

1.1.1 試驗材料與試驗地點

供試菌株：園林植物和微生物實驗室內分離鑒定得到的紅葉石楠葉斑病病原菌；供試培養基：馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基(PDA)、察氏培養基(Czapek)；試驗時間：2022年9月—2023年6月；試驗地點：微生物實驗室、園林植物實驗室。

1.1.2 儀器設備與試劑

所用儀器：立式壓力蒸汽滅菌器(重慶雅馬拓科技有限公司)、超凈工作臺、恒溫培養箱、電子天平、生物顯微鏡；所用試劑：果糖、蔗糖、葡萄糖、甘露醇、山梨醇、硝酸鈉、氯化銨、蛋白胨、尿素、甘氨酸、磷酸氫二鉀、硫酸鎂、氯化鉀、硫酸亞鐵、瓊脂等。

1.2 試驗方法

1.2.1 不同溫度對紅葉石楠病原菌菌絲生長和產孢的影響

設置5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃共7個溫度梯度，使用5mm打孔器在PDA培養基上接種紅葉石楠葉斑病病原菌菌餅。置于7個恒溫培養箱中，并分別設置以上7個溫度梯度恒溫培養，每個處理進行3次重復。以上7個溫度處理在培養箱中培養5d后，拍照記錄菌絲生長情況，并用十字交叉法測量菌落直徑，培養8d后，用10mL無菌水洗滌培養基表面且用毛筆刷下菌絲體，將其倒入90mL無菌水中，置于恒溫振蕩器中振蕩24h后，每皿取5μL菌懸液，共取3次，在顯微鏡下鏡檢記錄孢子數量，取3次孢子數平均值[3]。

1.2.2 不同pH值對葉斑病原菌菌絲生長和產孢的影響

用鹽酸和氫氧化鈉溶液將PDA培養基的pH分別調至4、5、6、7、8、9，接種方法與數據處理同1.2.1，每個處理重復3次。以上5個處理在培養5d后，拍照記錄菌絲生長情況，并用十字交叉法測量菌落直徑，再培養3d后，用10mL無菌水洗滌培養基表面且用毛筆刷下菌絲體，將其倒入90mL無菌水中，置于恒溫振蕩器中振蕩24h后，每皿取5μL菌懸液，共取3次，在顯微鏡下鏡檢記錄孢子數量，取3次孢子數平均值[4]。

1.2.3 不同碳源對病原菌菌絲生長和產孢的影響

以等量的果糖、葡萄糖、甘露醇、山梨醇替換Czapek培養基中的蔗糖，分別配制成含5種不同碳源的培養基，以剔除蔗糖的Czapek培養基作為空白對照組。接種方法與數據處理同1.2.1，每個處理進行3次重復。測定不同碳源對菌絲生長和產孢的影響。

1.2.4 不同氮源對病原菌菌絲生長和產孢的影響

以等量的氯化銨、蛋白胨、甘氨酸、尿素替換Czapek培養基中的硝酸鈉，分別配制成含5種不同氮源的培養基，以剔除硝酸鈉的Czapek培養基作為空白對照組。接種方法與數據處理同1.2.1，每個處理進行3次重復。測定不同氮源對菌絲生長和產孢的影響。

1.2.5 數據計算與分析

采用SPSS 16.0統計軟件對數據進行統計，分析對不同溫度、pH值、碳氮源對病原菌產孢量的數據進行差異的顯著性檢驗，采用Microsoft Excel 軟件對數據進行處理和繪圖。

2 結果與分析

2.1 不同溫度對病原菌菌絲生長和產孢量的影響

由表1可知，紅葉石楠葉斑病病原菌在不同溫度條件下菌絲產孢量和生長速度差異明顯。在10～35℃范圍內均可生長和產孢，菌絲最適生長溫度為25℃，此時該菌的生長速度最快，產孢量也最大，達2.08×106個/皿，菌絲長勢良好，菌絲潔白且致密[5]；30℃次之；20℃和35℃時，病原菌的生長速度接近，長勢中等；10℃時生長速度較慢，菌絲長勢較差；溫度為5℃時無菌落生長。菌落的生長速度和產孢量的排序均為25℃>30℃>20℃>15℃>10℃>35℃>5℃，可見，紅葉石楠葉斑病病原菌孢子對于溫度的產孢最適條件為25℃。

表1 不同溫度對病原菌菌絲生長和產孢量的影響

2.2 不同pH值對病原菌菌絲生長和產孢量的影響

由表2可知，pH在4～9范圍內時紅葉石楠葉斑病病原菌均可生長和產孢。當pH在7左右時，菌絲繁殖速度較快，產孢量也較大，當pH趨于堿性或趨于酸性時，菌絲生長量及產孢量均呈現為下降趨勢。當pH為7時，菌絲長勢良好，顏色雪白且有密集的紋理，菌落直徑和產孢量最大分別為80.65mm和5.12×106個/皿。當pH為8時，菌絲生長速度較快，顏色白色，也有可見的細密紋理。pH為6和9時，菌絲生長速度非常接近都呈中等水平，菌絲也有較為細密的紋理。pH為4和5時生長速度較慢，菌絲顏色淺白且文理不清晰。菌落的生長速度和產孢量的排序均為pH7>pH8>pH6>pH9>pH5>pH4。可見，該葉斑病病原菌孢子最適生長pH為7。

表2 不同pH值對病原菌菌絲生長和產孢量的影響

2.3 不同碳源對病原菌菌絲生長和產孢量的影響

由表3可知，以果糖為碳源時，葉斑病病原菌生長速度最快，菌落直徑最大，可達73.95mm，菌絲長勢良好，顏色雪白且有可見的細密紋理，產孢量最大，最多達5.13×105個/皿。以蔗糖為碳源時的菌絲生長速度較快，顏色白色且呈現出較為細密的紋理。以果糖或甘露醇為碳源時，生長速度中等，長勢良好。山梨醇為碳源時生長速度較慢，菌絲顏色淺白且長勢較差。在空白對照的PDA培養基上也可生長，但菌落極稀薄且不產孢。可見，紅葉石楠葉斑病病原菌孢子對各種碳源的吸收都比較好。該病原菌的生長速度和產孢量的排序均為果糖>蔗糖>葡萄糖>甘露醇>山梨醇>空白對照，最適碳源為果糖。

表3 不同碳源對病原菌菌絲生長和產孢量的影響

2.4 不同氮源對病原菌菌絲生長和產孢量的影響

由表4可知，氮源為硝酸鈉時生長速度最快，菌落直徑最大，可達82.23mm，菌絲潔白致密，長勢良好。產孢量也最大，最多達1.67×106個/皿。以甘氨酸為碳源時生長速度較快，產孢量也較多，長勢良好。蛋白胨和氯化銨作為碳源時，生長速度接近，長勢中等。尿素為碳源時生長速度較慢，菌絲顏色淺白且長勢較差。在空白對照的PDA培養基上，病原菌可生長，菌落極稀薄，不產孢。菌落的生長速度和產孢量的排序均為硝酸鈉>甘氨酸>蛋白胨>氯化銨>空白對照>尿素。可見，硝酸鈉最利于病原菌菌絲生長和產孢，即最適氮源。

表4 不同氮源對病原菌菌絲生長和產孢量的影響

3 結論與討論

研究植物病害病原物在植物保護、環境保護、生態系統保護和發展以及相關學科的發展等多方面均有重要意義，本研究首次系統地研究了衡水市紅葉石楠葉斑病的病原菌在不同pH值、溫度、碳源和氮源等因素下對其菌落生長和產孢量的影響，明確了該菌生長所需要的環境條件和營養條件，在一定程度上，可以深入了解紅葉石楠葉斑病的發病規律，對于防治該病害的發生提供了一定的理論基礎。研究結果顯示，紅葉石楠葉斑病病原菌菌絲的最適生長溫度為20～30℃，在25℃時繁殖條件最佳，而在低于5℃或高于35℃時繁殖受到遏制，最適生長pH值為7。研究發現，該病原菌對碳源的適應性比較強，對各種碳源的吸收均較好，其中以果糖為最適產孢條件，這與文獻中該類病原菌對碳源的適應性一致[6]。氮源主要為該菌提供氮素來源的營養物質，該菌對氮源的吸收有顯著的差異，其中最適氮源為硝酸鈉。由此可知，病原菌的生物學特性與病害發生和流行規律有著密切的關系。

由于研究時間的限制，本課題只對紅葉石楠葉斑病病原菌產孢影響因素進行了基礎的研究，除了小孢擬盤多毛孢之外，還存在一些其他的病原真菌，這些病原真菌的具體類型和它們之間存在某些關系，不同的培養基類型對各種病原菌產孢量是否有影響以及各種病原菌的盛發期均有待深入研究。在此基礎上，還需進行殺菌劑、致病力以及紅葉石楠品種抗性鑒定試驗，篩選出可有效防治衡水地區紅葉石楠葉斑病病原菌的化學藥劑以及抗病品種，以期為綜合防治提供一定的參考。