辣椒炭疽病原菌生物學特性研究

程勛東，隋益虎

(安徽科技學院 生命科學學院，安徽 鳳陽 233100）

辣椒(Capsicum spp.)種植面積居我國蔬菜作物第二位，是市場上最為常見的蔬菜之一[1]。常見辣椒病害主要有炭疽病、疫病、病毒病等[2]，尤其炎熱潮濕的氣候條件有利炭疽病發(fā)生，發(fā)病后會造成大量落葉和爛果，通常減產20% ～50%，嚴重影響辣椒商品性[3]。據(jù)報道各地辣椒炭疽病致病的病原菌有一定的差異，主要有辣椒叢刺盤孢菌(Vermicularia capsici Syd)、辣椒盤長孢菌(G.piperatum Ell.et EV)、膠孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)等[4]，本研究通過對本地辣椒炭疽菌進行初步鑒定，并進行生物特性研究，為辣椒果實炭疽病的栽培預防及防治提供基礎性資料，以期提高辣椒果實質量。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

表現(xiàn)為典型炭疽病癥狀的辣椒果實取自安徽科技學院種植科技園3號溫室。

1.2 病原菌的分離和純化

首先將試驗材料用自來水將表面的泥漬等洗凈后晾干，接著用70%的酒精進行表面消毒30 s，然后用0.1%的氯化汞將材料消毒6 min，迅速用滅菌水沖洗3次。用手術刀片于果實表面切口，用接種針挑取內部病害部位病原菌接種至PDA培養(yǎng)基(組份為葡糖糖20 g、瓊脂20 g、去皮土豆200 g，蒸餾水1000 mL，煮沸30 min，自然pH值)，28℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3～4 d。觀察培養(yǎng)皿中各菌落的生長狀況，包括菌落的大小、形狀、顏色等形態(tài)特征，挑取單菌落在培養(yǎng)基上28℃進行純培養(yǎng)，并將各菌株劃線純培養(yǎng)于PDA試管斜面保存，為下列試驗提供原始菌株。

1.3 病原菌產孢誘導及鑒定

為了鑒定材料中分離得到的病原菌，首先對其誘導產孢，根據(jù)唐景美[5]等對辣椒炭疽病菌生物學特性以及分生孢子的特性研究，設計了幾種誘導產孢的方法(如表1)，其中PDA+辣椒培養(yǎng)基為上述PDA培養(yǎng)基中添加辣椒葉片50 g。待菌落產孢后，觀察菌落的形態(tài)特征，并利用數(shù)碼顯微鏡(Motic，BA210)觀察孢子和孢子梗的形態(tài)特點并拍照，進行病原菌初步鑒定。

表1 促進病原菌產孢的處理方式Table 1 Treatment combinations of inducing pathogen to spore

1.4 溫度對病原菌菌絲生長影響

將直徑為4 mm的菌齡相同生長旺盛的菌餅無菌操作轉移到PDA培養(yǎng)基平板的中央，分別置于15、20、25、30、35和40℃溫度梯度下連續(xù)培養(yǎng)，每種處理3次重復。5 d后采用十字相交的方式測量各菌落的直徑并計算3次重復的平均值。比較不同溫度條件下病原菌菌絲生長速率。

1.5 培養(yǎng)基成分對病原菌菌絲生長影響

將大蒜、芥菜、小白菜、番茄、辣椒5種不同種類蔬菜的葉片洗凈晾干后各自稱取5 g，分別與土豆20 g，葡糖糖2 g，瓊脂2 g，蒸餾水100 mL制成相應的PDA復合培養(yǎng)基，對照培養(yǎng)基成分為土豆25 g(去皮)，葡糖糖2 g，瓊脂2 g，蒸餾水100 mL。將直徑為4 mm菌齡相同生長旺盛的菌餅無菌操作轉移到6種不同成分培養(yǎng)基平板的中央，置于28℃條件下連續(xù)培養(yǎng)，每種處理3次重復，菌落直徑測量方法同上。比較含不同種類蔬菜成分的培養(yǎng)基中病原菌菌絲生長速率。

取紫色辣椒7036、9007－1、1127、1121P －3和綠色辣椒1123G －3、1126－2、1116－2、111SL －1共8種不同品種的辣椒葉片洗凈晾干，利用隋益虎等[6]紫色辣椒葉片色素的優(yōu)化提取方法，比較不同品種辣椒葉片色素的相對含量。將8個品種的辣椒葉片洗凈晾干后各稱取5 g，分別與土豆20 g(去皮)，葡糖糖2g，瓊脂2g，蒸餾水100 mL，制成相應的PDA復合培養(yǎng)基。以含25 g去皮土豆的PDA培養(yǎng)基為對照培養(yǎng)基。將直徑4 mm菌齡相同生長旺盛的菌餅菌絲面朝下無菌操作轉移到6種含有不同辣椒葉片成分的培養(yǎng)基中央，置于28℃條件下連續(xù)培養(yǎng)，每種處理3次重復，菌落直徑測量方法同上。比較含不同品種辣椒成分培養(yǎng)基中病原菌菌絲生長速率。

1.6 光照條件對病原菌菌絲生長影響

將直徑為4 mm的菌齡相同生長旺盛的菌餅菌絲面朝下無菌操作轉移到PDA培養(yǎng)基中央，分別置于24 h完全光照、12 h光暗交替、24 h完全黑暗3種光照條件28℃條件下連續(xù)培養(yǎng)，每種處理3次重復，菌落直徑測量方法同上。比較不同光照條件下病原菌菌絲生長速率。

1.7 數(shù)據(jù)分析

所得的數(shù)據(jù)均采用Microsoft Excel 2003進行方差分析和SPSS 16.0進行單因素多重比較處理。

2 結果與分析

2.1 病原菌誘導產孢及鑒定

經過分離純化的病原菌在PDA培養(yǎng)基平板上培養(yǎng)5 d后，觀察可知各菌落形態(tài)基本一致，菌落直徑約為66.67 mm，邊緣較圓整，菌落呈同心圓形狀，生長初期菌絲為白色，后期變?yōu)榛野咨翜\褐色(圖1)。誘導產孢試驗表明，病原菌在PDA培養(yǎng)基上正常培養(yǎng)不產孢子或產生極少量孢子，在光暗交替以及先低溫后高溫培養(yǎng)下能促進產孢，而其他處理組均未觀察到明顯的孢子產生。可能是因為不利的溫光環(huán)境條件或不當?shù)臓I養(yǎng)元素比例，能促進該病原菌產生孢子。

顯微鏡下觀察病原菌分生孢子和孢子梗的特征，分生孢子呈圓柱狀，無色，部分孢子兩端為弧形，部分孢子一端尖一端弧形，孢子梗直立呈短圓柱形，具有2～4個隔膜(圖2)。根據(jù)這些病原菌的形態(tài)特征，參考鄭建秋[7]、吳文平[4]和陸家云[8]等的描述，初步鑒定可知分離純化的病原菌為膠孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)。

2.2 溫度對病原菌生長的影響

在所設置的6種溫度條件下連續(xù)培養(yǎng)5 d發(fā)現(xiàn)，在15～35℃范圍內病原菌菌絲均能生長。但是不同的溫度條件下，菌落直徑大小各不相同。在15～25℃范圍內，菌落直徑和溫度高低呈正相關關系;在25～35℃范圍內，菌落直徑和溫度高低呈負相關關系;40℃高溫對該菌菌絲的生長有明顯的抑制作用;25℃時菌落直徑最大?？芍?個溫度梯度中，25℃為該病原菌的最適生長溫度，最適溫度范圍為25～30℃，而菌絲能否生長的高溫臨界溫度在35～40℃之間(表2)。

表2 不同溫度條件下炭疽菌落的直徑Table 2 Diameter of the colony under the different temperature gradient

2.3 培養(yǎng)基對病原菌生長的影響

2.3.1 不同種類蔬菜成分對病原菌生長的影響 供試的含有不同蔬菜成分的PDA固體培養(yǎng)基上，該病原菌在含有芥菜和大蒜葉片成分的培養(yǎng)基中菌落直徑最小，與含有辣椒、小白菜和番茄3種葉片成分的培養(yǎng)基上的菌落直徑相比有顯著差異;在含有大蒜成分的培養(yǎng)基上生長狀況顯著差于在含有其他4種成分培養(yǎng)基上的生長狀況;而含有辣椒、小白菜、番茄葉片成分的培養(yǎng)基與對照培養(yǎng)基的生長狀況沒有顯著差異(表3)。

表3 含有不同蔬菜葉片成分的培養(yǎng)基中菌落的直徑Table 3 Diameter of the colony growing in the PDA－based culture medium supplemented with different composition of various vegetables

2.3.2 不同品種辣椒成分對病原菌生長的影響 葉片色素的吸光度值測定表明，不同品種的辣椒中色素含量差別很大，紫色辣椒花青素含量較普通綠色辣椒高，但含有不同辣椒葉片成分的培養(yǎng)基中，病原菌菌絲均能夠正常生長，培養(yǎng)5 d后菌落直徑沒有顯著差異，各處理菌落的形態(tài)較為一致(表4)。

表4 含有不同花青素成分的辣椒品種培養(yǎng)基中菌落的直徑Table 4 Diameter of the colony growing in the PDA－based culture medium supplemented with different content of anthocyanin in chilli pepper varieties

2.4 光照對病原菌生長的影響

在不同的光照條件下，病原菌菌絲均能夠生長，各處理菌落直徑和菌絲顏色較為一致。24h完全光照、12h光暗交替和 24h完全黑暗處理菌落直徑分別為 67.50 ±2.12、66.67 ±1.53和 66.00 ±2.00(mm)，方差分析表明3種光照處理下菌落直徑大小無顯著性差異，可見病原菌菌絲的生長不受光照條件的影響。

3 結論與討論

通過對辣椒炭疽病果實中分離得到的病原菌誘導產孢，根據(jù)形態(tài)學特征對其進行初步鑒定。結果表明經分離純化得到的菌株均為膠孢炭疽菌，該病原菌在28℃下培養(yǎng)僅能產生少量的孢子，而在光暗交替或者冷熱交替條件下培養(yǎng)，能產生大量的孢子。病原菌菌絲的生長不受光照條件的影響。

溫度在15～35℃之間病原菌菌絲均可以生長，在25～30℃之間菌絲生長速率相較其它培養(yǎng)溫度最快，25℃時速率最大即為最適溫度，35～40℃為菌絲生長高溫臨界溫度。該試驗結果和張海英等[9]對引起草莓上膠孢炭疽病以及范曉龍等[10]對紅豆杉上的膠孢炭疽菌的研究結果基本一致。由于試驗當中溫度梯度范圍有限，只獲得該病原菌的最適生長溫度范圍和高溫臨界溫度范圍，可通過在25～30℃之間以及15℃以下設置系列濃度梯度，以更精確地獲知該病原菌的生長最適溫度和低溫臨界溫度。

試驗發(fā)現(xiàn)大蒜和芥菜對膠孢炭疽菌生長均有較強的抑制作用。有研究[11－13]表明大蒜中含有大蒜素，它是由大蒜體內的大蒜酶催化大蒜氨酸轉化產生，具有強烈的刺激性氣味，有較強的抗菌消炎作用，能夠抑制或殺滅多種病菌。芥菜中含有揮發(fā)性的芥子油成分，該成分具有一定的刺激性，可能與抑菌作用有關，其具體的作用機制還有待進一步研究[14]。由于本研究在培養(yǎng)基滅菌過程中，會使得部分大蒜素和芥子油分解或揮發(fā)，從而削弱了二者的抑菌殺菌作用。若采用組織培養(yǎng)的方法獲得大蒜和芥菜的無菌苗，無菌操作研磨并提取大蒜素和芥子油加入到供試培養(yǎng)基當中，則二者對該病原菌的抑制作用可能更強。同時，二者在大面積保護地或露地栽培中是否也有良好的抑菌作用，還有待進一步研究驗證。

不同品種的辣椒葉片花青素的含量各不相同，7036、9007－1、1127、1121P－3等4個品種為紫色辣椒，紫色辣椒的莖、葉、花、幼果等器官中因富含花青素均表現(xiàn)為紫色，與普通的綠色辣椒相比，紫色辣椒植株表現(xiàn)出許多優(yōu)良特性，比如抗病、抗逆性強[15－16]等，這可能與其中包含較高含量花青素有關。但在含有紫色辣椒成分的培養(yǎng)基中并未表現(xiàn)出對病原菌的抑制作用，可能與培養(yǎng)基滅菌的過程中該成分高溫高壓分解有關。因此尚需通過組織培養(yǎng)獲得無菌植株，在無菌操作下獲取研磨液再加入高溫高壓滅菌后的培養(yǎng)基中，才能確定紫色辣椒中花青素組分是否對該病原菌具有抑制作用。

[1]戴維澤，劉志敏.初論我國辣椒產業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].辣椒雜志，2005(2):1－6.

[2]董廣錄，陳白鳳.辣椒常見病害的癥狀識別與防治方法[J].中國農技推廣，2012，28(9):44－46.

[3]張明良.辣椒炭疽病的發(fā)生與防治[J].安徽農業(yè)，2000(2):21.

[4]吳文平，張志銘，張玉琴.炭疽菌屬(Colletotrichum Cda)分類研究V.產直形孢子的種[J].河北農業(yè)大學學報，1995，18(3):63－67.

[5]唐景美，陳振毅，廖詠梅，等.辣椒膠孢炭疽菌生物學特性初步研究[J].廣西植保，2009，22(20):12－14.

[6]隋益虎，陳勁楓，楊學玲，等.紫色辣椒葉片色素的提取及其穩(wěn)定性研究[J].食品與發(fā)酵工業(yè)，2009，35(10):162－166.

[7]鄭建秋.現(xiàn)代蔬菜病蟲鑒別與防治手冊[M].北京:中國農業(yè)出版社，2004:364－366.

[8]陸家云.植物病害診斷(第二版)[M].北京:中國農業(yè)出版社，1997:166－167.

[9]張海英，張明會，劉志恒.草莓炭疽病病原鑒定及其生物學特性研究[J].沈陽農業(yè)大學學報，2007，38(3):317－321.

[10]范曉龍，朱建華，周旭，等.南方紅豆杉炭疽病病原菌鑒定及生物學特性[J].福建林學院學報，2006，26(2):117－122.

[11]馬鳳英.大蒜的藥理學研究進展[J].中草藥，1997，289(1):697.

[12]周愛梅.大蒜素的穩(wěn)定性研究[J].食品工業(yè)科技，1998(6):13－14.

[13]Kim H J，Chun H S.Biological functions of organ sulfur compounds in Allium vegetables[J].Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition，2000，28(6):1412－1423.

[14]臘貴曉，劉國順，楊俞娟.芥藍菜薹不同節(jié)間芥子油苷組分及含量分析[J].河南農業(yè)大學學報，2011，45(6):651－658.

[15]隋益虎，張子學，陶宏志，等.不同溫度對幾個干椒品種(系)某些生理生化指標的影響[J].植物生理學通訊，2004，40(6):693－695.

[16]隋益虎，張子學，邢素芝，等.NaCL脅迫紫色辣椒新品系YN99007的發(fā)芽試驗生理研究[J].安徽技術師范學院學報，2004，18(6):27－29.