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的風險訐估提供了基礎數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞植物病理學；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和流行學方面的研究，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險分析急需病害與其主導因子間的量化關(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在我國的定殖風險分析提供基礎數(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孢子和冬孢子融合后形成的H體和接合釘。絲狀的初生擔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孢子頂端長出臘腸狀的次生擔孢。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)生初生擔孢子，35d可以觀察到密集的初生擔孢子產(chǎn)生大量的次生擔孢子。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)生的初生擔孢子，40d可觀察到次生擔孢子，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孢子，45d時可觀察到大量次生擔孢子，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孢子，70d以后才產(chǎn)生次生擔孢子，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