胡蘿卜黑腐病病原菌鑒定及生物學(xué)特性研究

趙曉軍, 周建波, 殷 輝, 封云濤, 莊飛云

(1.山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,太原 030031;2.農(nóng)業(yè)有害生物綜合治理山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,

太原 030031;3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)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(xué)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(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,太原 030031;2.農(nóng)業(yè)有害生物綜合治理山西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,

太原 030031;3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)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(chǎn)業(yè)發(fā)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(xué)特性。通過病原菌形態(tài)學(xué)特征鑒定胡蘿卜黑腐病致病菌為Alternaria radicina。病原菌生物學(xué)特性測(cè)定結(jié)果表明,菌絲最適生長(zhǎng)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(duì)菌絲生長(zhǎng)影響較小。分生孢子萌發(fā)最適溫度為30℃,水滴中萌發(fā)率最高,酸堿度和光照周期對(duì)分生孢子萌發(fā)影響較小。

胡蘿卜黑腐病; 鏈格孢; 生物學(xué)特性; 鑒定

胡蘿卜黑腐病(carrot black rot)是一種世界性病害,在我國(guó)山西、河北、內(nèi)蒙古、福建、臺(tái)灣等胡蘿卜種植區(qū)均有發(fā)生,在重發(fā)區(qū)發(fā)病田達(dá)100%,病株率達(dá)90%以上,已成為胡蘿卜主要病害之一。黑腐病可發(fā)生在胡蘿卜的整個(gè)生長(zhǎng)期,危害葉片、莖及肉質(zhì)根等。葉片發(fā)病,呈暗褐色斑,嚴(yán)重時(shí)枯死。莖、葉柄發(fā)病呈梭形或長(zhǎng)條形斑,濕度大時(shí)產(chǎn)生黑色霉層。肉質(zhì)根發(fā)病在根頭部形成凹陷黑斑,嚴(yán)重時(shí)肉質(zhì)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(guān)于胡蘿卜黑腐病病原菌歸屬及其生物學(xué)特性的系統(tǒng)研究報(bào)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(tǒng)研究該病原菌的生物學(xué)特性,以期為胡蘿卜黑腐病的防控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

2010-2011年在山西省應(yīng)縣采集胡蘿卜黑腐病標(biāo)本,采用組織分離法分離病原菌,經(jīng)單孢純化獲得純培養(yǎng)菌株[7]。按照柯赫氏法則驗(yàn)證后,保存純培養(yǎng)菌株。

1.2 病原菌形態(tài)特征觀察

將純培養(yǎng)菌株接種于PDA平板,28℃恒溫培養(yǎng),觀察病原菌菌落顏色、形狀、質(zhì)地等菌落特征。采用插片培養(yǎng)法培養(yǎng)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(tài),隨機(jī)測(cè)定100個(gè)分生孢子大小。

1.3 病原生物學(xué)特性測(cè)定

1.3.1 不同條件對(duì)病菌菌絲生長(zhǎng)的影響

采用菌絲生長(zhǎng)速率法測(cè)定碳源、氮源、培養(yǎng)基類型、溫度、酸堿度、光照周期對(duì)病原菌菌絲生長(zhǎng)的影響。

1.3.2 病原菌分生孢子萌發(fā)條件測(cè)定

采用懸滴法測(cè)定溫度、濕度、酸堿度、光照周期對(duì)分生孢子萌發(fā)的影響。

1.3.3 數(shù)據(jù)分析

采用PASW Statistics 18軟件分析數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

圖1 胡蘿卜黑腐病菌菌落形態(tài)學(xué)特征Fig.1 Morphological characteristics of Alternaria radicina

2.1 病原菌菌落特征

PDA培養(yǎng)基上,初期病原菌菌落呈白色(圖1a),隨著病原菌生長(zhǎng)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(gè),縱、斜隔0～3個(gè),大小(30～50)μm×(10～20)μm(圖1h～l)。

2.3 環(huán)境對(duì)病原菌菌絲生長(zhǎng)的影響

病原菌菌絲在24～31℃范圍內(nèi)均能較好生長(zhǎng),菌絲生長(zhǎng)最適溫度為28℃(圖2a);病原菌菌絲在供試7種培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng),PDA培養(yǎng)基上生長(zhǎng)最快,Czapek培養(yǎng)基上生長(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)最好(圖2d);病原菌菌絲在p H范圍為5～12之間均可生長(zhǎng),最適p H為6(圖2e);菌絲生長(zhǎng)對(duì)光照條件要求較低,三種處理下菌絲生長(zhǎng)差異不大(圖2f)。

圖2 環(huán)境對(duì)胡蘿卜黑腐病菌菌絲生長(zhǎng)的影響Fig.2 Effects of environmental factors on mycelium growth of Alternaria radicina

圖3 環(huán)境對(duì)黑腐病菌分生孢子萌發(fā)的影響Fig.3 Effects of environmental factors on spore germination of Alternaria radicina

2.4 環(huán)境對(duì)分生孢子萌發(fā)的影響

試驗(yàn)結(jié)果表明,病原菌分生孢子在24～32℃之間均可萌發(fā),30℃為萌發(fā)最適溫度;孢子萌發(fā)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(fā),水滴中(濕度100%)萌發(fā)率最高;孢子萌發(fā)率隨濕度升高而增高(圖3b)。酸堿度對(duì)孢子萌發(fā)影響較小,在p H為4～10之間均可萌發(fā)(圖3c);光照對(duì)于分生孢子萌發(fā)的影響較小(圖3d)。

3 討論

1922年,Meier等最早詳細(xì)描述了胡蘿卜黑腐病病原菌(Alternaria radicina)的菌落形態(tài)、顯微結(jié)構(gòu)[9]。之后,許多研究者證明A.radicina在多個(gè)國(guó)家引起胡蘿卜黑腐病[25]。1998年以來,Saude等認(rèn)為A.radicina是引起美國(guó)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(yǎng)菌株;并詳細(xì)描述了該菌株的菌落及顯微特征。參考國(guó)外學(xué)者對(duì)胡蘿卜黑腐病病原菌的相關(guān)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(tài)特征變化較大,采用形態(tài)學(xué)鑒定到種比較困難。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的應(yīng)用使得鏈格孢屬真菌分類更準(zhǔn)確;例如：r DNA-ITS分析、RAPD等技術(shù)[13]。Hong等認(rèn)為r DNA-ITS序列差異對(duì)鏈格孢(特別是小孢子種)提供的遺傳信息少,其進(jìn)化未達(dá)到判定種間差異的程度,不能作為鏈格孢種級(jí)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(tǒng)學(xué)研究上。然而,rDNA-ITS等序列、RAPD技術(shù)在分類鑒定方面各有優(yōu)點(diǎn)和局限性,需根據(jù)研究需求選擇[15]。另外,各種方法間交叉與互補(bǔ),有時(shí)兩種或多種綜合使用,才能準(zhǔn)確鑒定其歸屬。筆者正在采用RAPD分析技術(shù)對(duì)胡蘿卜黑腐病菌進(jìn)行深入研究,進(jìn)一步驗(yàn)證傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)鑒定結(jié)果。

生物學(xué)特征研究結(jié)果表明,病原菌菌絲生長(zhǎng)最適溫度28℃,分生孢子萌發(fā)最適溫度30℃,孢子在水滴中萌發(fā)率最高,說明胡蘿卜黑腐病為高溫高濕病害。胡蘿卜種植時(shí)適當(dāng)增加行間距,采取高壟種植和噴灌滴灌技術(shù),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(huán)境條件”的病害三角平衡關(guān)系,降低胡蘿卜黑腐病的發(fā)生幾率。

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

本研究明確了胡蘿卜黑腐病病原及其生物學(xué)特性,為進(jìn)一步研究胡蘿卜黑腐病的發(fā)生發(fā)展規(guī)律、控制病害發(fā)生和提高防治效果提供必要的理論依據(jù)。

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

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(責(zé)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(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(200903016);山西省青年科技研究基金項(xiàng)目(2012021024-3);山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院育種工程項(xiàng)目(11yzgc14,yzjc1309)

*通信作者 E-mail：zhaoxiaojun0218@163.com