三葉木通葉斑病病原菌的生物學(xué)特性及生物防治

張 錚，李秀青，劉昱鋒

（陜西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，秦巴山區(qū)可持續(xù)發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新中心，陜西西安710119）

三葉木通葉斑病病原菌的生物學(xué)特性及生物防治

張 錚，李秀青，劉昱鋒

（陜西師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，秦巴山區(qū)可持續(xù)發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新中心，陜西西安710119）

為明確三葉木通葉斑病病原菌的生物學(xué)特性，從培養(yǎng)基種類、碳源、氮源、pH、溫度和光照等方面對三葉木通葉斑病病原菌細(xì)極鏈格孢（Alternaria tenuissima）的生物學(xué)特性進(jìn)行了研究，并對其生物防治進(jìn)行了初步探討。結(jié)果表明：病原菌菌絲在PCA培養(yǎng)基，30℃，pH值為6，12h光照／12h黑暗的條件下生長較快；分生孢子在CA培養(yǎng)基，30℃，pH值為7，24h光照的條件下產(chǎn)孢量最大。該病原菌可利用多種碳源和氮源，菌絲的生長會(huì)受到硫酸銨和氯化銨的抑制?？莶菅挎邨U菌SNUB16可顯著拮抗三葉木通葉斑病病原菌的生長。

三葉木通；葉斑病病原菌；生物學(xué)特性；生物防治

三葉木通（Akebia trifoliata（Thunb.）Koidz）為木通科（Lardizabalaceae）木通屬（Akebia Decne）多年生落葉木質(zhì)藤本植物［1］，2010版藥典將三葉木通藤莖和果實(shí)分別收錄入木通和預(yù)知子藥源，其藤莖具有利尿通淋，清心除煩，通經(jīng)下乳的功效。果實(shí)具有疏肝理氣，活血止痛等功效［2］。三葉木通多處于野生生長狀態(tài)，近幾年人工馴化栽培日益受到重視，但隨著栽培面積的擴(kuò)大，其生育期病害問題也日漸突出。目前對于木通科植物病害的報(bào)道有炭疽病、褐斑病、白粉病、葉斑?。?－6］。本實(shí)驗(yàn)室前期分離鑒定出三葉木通葉斑病病原菌為鏈格孢屬細(xì)極鏈格孢（Alternaria tenuissima），是危害陜南地區(qū)三葉木通的主要病害之一，調(diào)查發(fā)現(xiàn)在陜南的種植地，連續(xù)三年部分區(qū)域三葉木通葉斑病嚴(yán)重，常造成葉片大量脫落甚至掉光，嚴(yán)重影響藥材的生長和質(zhì)量［6］。

生物防治是一種具有低毒、低殘留、環(huán)境友好等特點(diǎn)的病害防治方法，利用自然界中的拮抗物對植物病害進(jìn)行生物防治具有廣闊的應(yīng)用與發(fā)展前景。目前對鏈格孢屬真菌的生物防治使用較多的有熒光假單胞菌（Psdeuomnodafluoerncnet）、枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis（Ehrenberg）Cohn）、化學(xué)誘導(dǎo)劑等。陶樹興等［7］人的研究表明枯草芽孢桿菌的一些優(yōu)良菌株對多種植物病原菌具有拮抗作用。

基于以上原因，本研究對三葉木通葉斑病的主要致病菌細(xì)極鏈格孢的生物學(xué)特性進(jìn)行分析和研究，并利用枯草芽孢桿菌對其生物防治進(jìn)行了初步的探討，旨在為該病害的進(jìn)一步防治提供依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)菌株

三葉木通葉斑病病原菌：細(xì)極鏈格孢（Alternariatenuissima）［6］，本實(shí)驗(yàn)室分離保藏；枯草芽孢桿菌（Bacillus subtilis）SNUB1、SNUB16［7］，由本院應(yīng)用微生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 培養(yǎng)基

供試培養(yǎng)基包括PDA（馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基）、PSA（馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基）、PCA（馬鈴薯胡蘿卜培養(yǎng)基）、CA（胡蘿卜培養(yǎng)基）、CMA（玉米粉培養(yǎng)基）及Czapek（察氏培養(yǎng)基）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

（1）平板菌種制備：從冰箱所保存的固體培養(yǎng)基上刮取一環(huán)菌體劃線接種于平板培養(yǎng)基上，置于28℃的恒溫生化培養(yǎng)箱內(nèi)12h光照／12h黑暗培養(yǎng)，備用。

（2）接種培養(yǎng)：在無菌條件下，用打孔器打取直徑為5mm的菌餅，挑取菌餅接種于培養(yǎng)基的中央，置于28℃的恒溫生化培養(yǎng)箱內(nèi)12h光照／12h黑暗培養(yǎng)。

（3）菌絲生長和產(chǎn)孢量的測定：接種后培養(yǎng)6d，測量菌落直徑，每個(gè)處理3次重復(fù)；培養(yǎng)10d后測定產(chǎn)孢量，采用一定量無菌水制成孢子懸浮液，用血球計(jì)數(shù)板測定孢子濃度，并換算成孢子數(shù)量，孢子產(chǎn)生數(shù)量＝lg N，N為用血球計(jì)數(shù)器計(jì)算出來的孢子總數(shù)，每個(gè)處理3次重復(fù)。

1.4 生物學(xué)特性研究

參考王宏等［8］人研究梨黑斑病病原菌生物學(xué)特性的方法，研究不同培養(yǎng)基、碳源、氮源、pH值、溫度、光照對三葉木通葉斑病病原菌的影響。

1.4.1 不同培養(yǎng)基對葉斑病病原菌菌絲生長和產(chǎn)孢的影響 將PDA（馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基）、PSA（馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基）、PCA（馬鈴薯胡蘿卜培養(yǎng)基）、CA（胡蘿卜培養(yǎng)基）、CMA（玉米粉培養(yǎng)基）及Czapek（察氏培養(yǎng)基）分別制好平板后，接種菌片，培養(yǎng)并記錄數(shù)據(jù)。

1.4.2 不同碳源對葉斑病病原菌菌絲生長和產(chǎn)孢的影響 采用Czapek培養(yǎng)基作為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，將相同質(zhì)量的葡萄糖、乳糖、可溶性淀粉、麥芽糖作為替換碳源，配制成含有不同碳源的培養(yǎng)基，并設(shè)缺碳對照，接種菌片，培養(yǎng)并記錄數(shù)據(jù)。

1.4.3 不同氮源對葉斑病病原菌菌絲生長和產(chǎn)孢的影響 采用Czapek培養(yǎng)基作為基礎(chǔ)培養(yǎng)基，將相同質(zhì)量的苯丙氨酸、甘氨酸、乙酸銨、硫酸銨、氯化銨作為替換氮源，等量置換Czapek培養(yǎng)基中硝酸鉀，配制成含不同氮源的培養(yǎng)基，設(shè)缺氮對照，接種菌片，培養(yǎng)并記錄數(shù)據(jù)。

1.4.4 不同pH值對葉斑病病原菌菌絲生長和產(chǎn)孢的影響 PDA培養(yǎng)基滅菌后，用1moL／L鹽酸和1moL／L氫氧化鈉溶液將培養(yǎng)基的pH值分別調(diào)至2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12和13，分別制好平板，接種菌片，培養(yǎng)并記錄數(shù)據(jù)。

1.4.5 不同溫度對葉斑病病原菌菌絲生長和產(chǎn)孢的影響 用PDA培養(yǎng)基平板接種菌片，分別置于5、10、15、20、25、30、35、40℃恒溫生化培養(yǎng)箱培養(yǎng)，記錄數(shù)據(jù)。

1.4.6 不同光照條件對葉斑病病原菌菌絲生長和產(chǎn)孢的影響 將菌片接于PDA培養(yǎng)基平板中央，分別置于24h全黑暗、24h全光照以及12h光照／12h黑暗三種不同的光照處理下，培養(yǎng)并記錄數(shù)據(jù)。

1.5 生防菌枯草芽孢桿菌對細(xì)極鏈格孢的作用

本實(shí)驗(yàn)選取的枯草芽孢桿菌SNUB1為普通菌株，SNUB16為生防菌株。將枯草芽孢桿菌SNUB1和SNUB16分別接于PDA斜面，28℃培養(yǎng)48h進(jìn)行活化，將細(xì)極鏈格孢接于PDA平板，28℃培養(yǎng)5 d進(jìn)行活化。在PDA平板中央接種經(jīng)活化的直徑為5mm的細(xì)極鏈格孢菌絲塊，在菌絲塊兩側(cè)距中心點(diǎn)3cm處劃線接種經(jīng)活化的枯草芽孢桿菌，以只接細(xì)極鏈格孢的平板為對照，接種后于28℃培養(yǎng)，待細(xì)極鏈格孢長滿對照平板時(shí)，測量枯草芽孢桿菌SNUB1和SNUB16對極鏈格孢抑制作用的R值（R值＝病原菌向拮抗菌生長的長度／CK菌落半徑）［9］，每個(gè)處理3次重復(fù)，根據(jù)R值的大小，確定枯草芽孢桿菌對細(xì)極鏈格孢有無抑菌作用及抑菌作用的強(qiáng)弱。

2 結(jié)果與分析

2.1 葉斑病病原菌生物學(xué)特性

2.1.1 不同培養(yǎng)基對葉斑病病原菌菌絲生長的影響 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在供試的6種培養(yǎng)基上，細(xì)極鏈格孢菌在PCA培養(yǎng)基上生長速度最快，在Czapek培養(yǎng)基上生長速度最慢；菌落大小依次為PCA＞ PSA＞CA＞PDA＞CMA＞Czapek，雖然細(xì)極鏈格孢菌在CMA培養(yǎng)基上生長速度較快，但形成的菌落極?。辉诓煌呐囵B(yǎng)基上色素形成量存在差別，PDA、PSA、CA培養(yǎng)基上色素分泌多，PCA、CMA、Czapek培養(yǎng)基上色素分泌少，見表1。

細(xì)極鏈格孢在供試的6種培養(yǎng)基上產(chǎn)孢量存在差異，在CA培養(yǎng)基上產(chǎn)孢量最大，CMA為一種營養(yǎng)匱乏的培養(yǎng)基，病原菌在此培養(yǎng)基上產(chǎn)孢量最少。

表1 不同培養(yǎng)基上6 d后病原菌菌落大小Tab.1 The colony size of pathogen on different culture medium after 6 days

2.1.2 不同碳源對葉斑病病原菌菌絲生長的影響

從表2可以看出，細(xì)極鏈格孢菌在6種不同碳源的培養(yǎng)基上都可以生長，說明細(xì)極鏈格孢可利用多種碳源。病原菌在以麥芽糖為碳源的培養(yǎng)基上生長最快，雖然可以在無碳培養(yǎng)基上生長，但形成的菌絲極少，不能覆蓋培養(yǎng)基；細(xì)極鏈格孢菌在不同碳源培養(yǎng)基上分泌的色素不同，在含葡萄糖和蔗糖的培養(yǎng)基上，分泌的色素為土黃色，在含可溶性淀粉和乳糖的培養(yǎng)基上，分泌的色素為淺橄欖綠色，在含麥芽糖的培養(yǎng)基上，分泌的色素為淺黃色。

細(xì)極鏈格孢在不同含碳培養(yǎng)基上產(chǎn)孢量存在差異，在乳糖為碳源的培養(yǎng)基上產(chǎn)孢量最大，在缺碳培養(yǎng)基上，產(chǎn)孢量最少。除缺碳培養(yǎng)基外，病原菌在葡萄糖培養(yǎng)基上產(chǎn)孢量最少，說明葡萄糖不利于病原菌產(chǎn)孢。

表2 不同碳源培養(yǎng)基上葉斑病病原菌6 d后菌落大小Tab.2 The colony size of pathogen on culture medium with different carbon source after 6 days

2.1.3 不同氮源對葉斑病病原菌菌絲生長的影響

不同氮源對細(xì)極鏈格孢菌的生長影響較大，他們之間差異顯著，見表3。病原菌可在缺氮培養(yǎng)基上生長，且生長速度較快，但菌絲稀少，菌落呈棉絮狀，在其他含氮培養(yǎng)基上形成的菌落雖小，但菌落密實(shí)。硫酸銨和氯化銨不利于病原菌的生長；細(xì)極鏈格孢菌在不同含氮培養(yǎng)基上產(chǎn)生的色素存在差異，在缺氮培養(yǎng)基上分泌淺橄欖綠色色素，在苯丙氨酸培養(yǎng)基上分泌少量橄欖綠色色素，其他含氮培養(yǎng)基上分泌淺黃色色素。

不同氮源對病原菌產(chǎn)孢影響很大，以氨基酸為氮源的培養(yǎng)基產(chǎn)孢較多，甘氨酸的產(chǎn)孢量最大。在缺氮培養(yǎng)基也可產(chǎn)生孢子，但是銨態(tài)氮不利于病原菌產(chǎn)孢。

表3 不同氮源培養(yǎng)基上葉斑病病原菌6 d后菌落大小Tab.3 The colony size of pathogen on culture mediumwith different nitrogen source after 6 days

2.1.4 不同pH值對葉斑病病原菌菌絲生長的影響 從表4可以看出，細(xì)極鏈格孢菌在pH值為3～12的培養(yǎng)基上均可生長，在pH值為4～11的培養(yǎng)基上均能較好地生長。不同pH值培養(yǎng)基上病原菌的生長速率存在差異，pH值為6時(shí)，菌落生長速度最快，pH值為3時(shí)，菌落生長最慢；pH值影響色素的形成，在低pH值培養(yǎng)基中，隨著pH值的降低，色素形成量減少，在高pH值的培養(yǎng)基中，色素形成變化較小。pH值為7時(shí)，病原菌產(chǎn)孢量最大。

表4 不同pH值培養(yǎng)基上葉斑病病原菌6 d后菌落大小Tab.4 The colony size of pathogen on culture medium with different pH after 6 days

2.1.5 不同溫度對對葉斑病病原菌菌絲生長的影響 從表5可知，不同溫度對細(xì)極鏈格孢菌的生長速率存在顯著差異。細(xì)極鏈格孢菌在5～35℃內(nèi)均可生長，在30℃時(shí)生長速度最快。細(xì)極鏈格孢菌可以在低溫下生長，但是對高溫的忍耐力不強(qiáng)，當(dāng)溫度上升到35℃時(shí)，該菌的生長速度驟減，40℃時(shí)停止生長。

細(xì)極鏈格孢菌在不同的溫度條件下產(chǎn)孢量存在差異，在30℃時(shí)產(chǎn)孢量最大，40℃和5℃條件下，停止產(chǎn)孢。

表5 不同溫度條件下葉斑病病原菌6 d后菌落大小Tab.5 The colony size of pathogen on culture medium in different temperature after 6 days

2.1.6 不同光照條件對葉斑病病原菌菌絲生長的影響 病原菌在12h光照／12h黑暗的條件下生長最快。與12h光照／12h黑暗相比，24h黑暗和24 h光照對病原菌的生長表現(xiàn)出抑制作用，見表6；24 h黑暗培養(yǎng)的病原菌色素分泌減少，而24h光照和12h光照／12h黑暗培養(yǎng)的病原菌色素分泌較24h黑暗的病原菌多。

比較三種光照條件的產(chǎn)孢量，發(fā)現(xiàn)24h光照條件下，病原菌產(chǎn)孢量最大，12h光照／12h黑暗和24 h黑暗條件下，病原菌產(chǎn)孢量低，這說明在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)環(huán)境中光照有助于病原菌產(chǎn)孢子。

表6 不同光照條件下葉斑病病原菌6 d后菌落大小Tab.6 The colony size of pathogen on culture medium in different light condition after 6 days

2.2 枯草芽孢桿菌對病原菌的抑制

由表7可知SNUB16和SNUB1對病原菌的抑制能力存在顯著差異，SNUB16對病原菌的抑制力強(qiáng)，SNUB1對病原菌的抑制力弱。由圖1可知SNUB16的生長力極強(qiáng)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的生存競爭力，而SNUB1生長力弱。因此，SNUB16有可能作為一種生防菌劑被開發(fā)。

圖1 枯草芽孢桿菌對葉斑病病原菌的影響Fig.1 The effect of Bacillus subtilis on A.tenuissima

表7 枯草芽孢桿菌對病原菌間抑菌作用Fig.7 The antibacterial distance between B.subtilis and pathogen

3 討論

細(xì)極鏈格孢菌能在較大的pH范圍內(nèi)生長，Yakoby等［10］的研究表明病原菌自身能調(diào)節(jié)寄主植物的pH值，因此推測細(xì)極鏈格孢菌菌絲生長過程中產(chǎn)生的物質(zhì)可能改變培養(yǎng)液的pH值，從而有利于其生長。細(xì)極鏈格孢菌對偏酸的環(huán)境較偏堿的環(huán)境更敏感。

細(xì)極鏈格孢菌的生長溫度范圍寬，較適合溫度為25～30℃，30℃的環(huán)境中產(chǎn)孢量最大，這與桑維鈞一［11］和袁蒲英［12］對不同細(xì)極鏈格孢研究結(jié)果相似。這一溫度與本實(shí)驗(yàn)室前期調(diào)查發(fā)現(xiàn)葉斑病發(fā)生于4月，并在5月到6月病情快速發(fā)展相吻合，因此，可以推測室外溫度對三葉木通葉斑病的影響，可能主要影響細(xì)極鏈格孢菌的菌絲生長和孢子萌發(fā)。

細(xì)極鏈格孢菌可以廣泛利用碳、氮源，但氯化銨和硫酸銨對細(xì)極鏈格孢菌菌絲生長具有抑制作用，完全抑制孢子的產(chǎn)生，這一結(jié)論與前人對鏈格孢屬病原菌的相關(guān)研究相一致［13－16］。這些試驗(yàn)結(jié)果可用于三葉木通葉斑病病害的防治，如應(yīng)用硫酸氨、氯化氨等作為增效劑來提高化學(xué)藥劑對三葉木通葉斑病的防治效果。

枯草芽孢桿菌被認(rèn)為是一類安全的生防菌，既可以產(chǎn)生多種多肽類抗菌物質(zhì)，也可以競爭或誘導(dǎo)植物抗性［7］?？莶菅挎邨U菌的生防機(jī)制主要包括競爭作用、拮抗作用、溶菌作用和促進(jìn)植物生長等幾個(gè)方面［17］。本研究中SNUB16較SNUB1生長快，且枯草芽孢桿菌對細(xì)極鏈格孢菌的拮抗區(qū)距離小，說明該枯草芽孢桿菌對細(xì)極鏈格孢菌的作用方式可能為競爭。為了提出三葉木通葉斑病的綜合防治措施，仍需繼續(xù)對其進(jìn)行室外研究。

4 結(jié)論

本文從培養(yǎng)基種類、碳源、氮源、pH、溫度和光照等方面對三葉木通葉斑病病原菌細(xì)極鏈格孢（Alternaria tenuissima）的生物學(xué)特性進(jìn)行了研究。細(xì)極鏈格孢菌在PCA培養(yǎng)基，30℃，pH值為6，12 h光照／12h黑暗的條件下生長較快；分生孢子在CA培養(yǎng)基，30℃，pH值為7，24h光照的條件下產(chǎn)孢量最大；該病原菌可利用多種碳源和氮源，菌絲的生長會(huì)受到硫酸銨和氯化銨的抑制?？莶菅挎邨U菌SNUB16可顯著拮抗細(xì)極鏈格孢菌的生長。

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〔責(zé)任編輯 王 勇〕

Biological characteristics and biological control of leaf spot disease pathogen on Akebiatrifoliata

ZHANG Zheng，LI Xiuqing，LIU Yufeng
（School of Life Sciences，Co－Innovation Center for Qinba Regions′Sustainable Development，Shaanxi Normal University，Xi′an 710119，Shaanxi，China）

The biological characteristics of Akebia trifoliata（Thunb.）Koidz leaf spot pathogen were studied from medium，carbon source，nitrogen source，pH，temperature and light，and its biological controls were discussed briefly.The results showed that the optinal conditions for mycelial growth were PCA medium at 30℃，pH＝6，and alternating 12hlight and 12hdark.The rate of spore germination was the highest at CA medium at 30℃，pH＝7and 24hlight.This pathogenic can use variety of carbon sources and nitrogen sources，and the ammonium sulfate and ammonium chloride can inhibit the growth of pathogen hyphae.（Bacillus subtilis）SNUB16can antagonize Alternaria tenuissima growth.

Akebia trifoliate；leaf spot pathogen；biological characteristic；biological control

Q37

：A

1672－4291（2015）05－0061－06

10.15983／j.cnki.jsnu.2015.04.353

2014－12－31

陜西省科技攻關(guān)項(xiàng)目（2010K17－05）

張錚，女，副教授，主要從事植物遺傳學(xué)方面的研究。E－mail：zhangzheng＠snnu.edu.cn