甘肅省馬鈴薯莖基腐病菌生物學特性測定

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甘肅省馬鈴薯莖基腐病菌生物學特性測定

雷玉明1, 2*，孟嫣1，鄭天翔1，邢會琴1

（1.河西學院農(nóng)業(yè)與生物技術學院，甘肅張掖734000 2.甘肅省河西走廊特色資源利用省級重點實驗室，甘肅張掖734000 )

摘要：馬鈴薯莖基腐病是甘肅省發(fā)生面積大且危害嚴重的一種新發(fā)病害。試驗對甘肅省馬鈴薯莖基腐病菌進行生物學特性研究。結(jié)果表明，該菌菌絲生長的溫度范圍是：最低10℃，最適25℃，最高35℃，40℃停止生長；該菌菌絲生長pH范圍是：最低4.5，最適7.0，最高8.5，9.0停止生長；半光半暗有利菌絲生長；病菌能利用多種碳源，以D-半乳糖、可溶性淀粉、D-木糖最好，氮源以大豆蛋白胨、蛋白胨最適宜。研究為馬鈴薯莖基腐病的防治提供了理論依據(jù)。

關鍵詞：馬鈴薯；莖基腐病菌；生物學特性；甘肅

馬鈴薯（Solanum tuberosum L.）是甘肅省最具優(yōu)勢的地方特色糧食作物，全省87個縣（市、區(qū)）中有60多個縣種植馬鈴薯[1]，種植面積已達到72.0 hm2，居全國第二，產(chǎn)量居全國第一[2]。然而，隨著馬鈴薯種植面積擴大，新品種不斷引進種植，連作現(xiàn)象十分突出，導致馬鈴薯生產(chǎn)中土傳病害大量發(fā)生，嚴重影響馬鈴薯產(chǎn)量和品質(zhì)。自2010年以來，從苗期到生長后期發(fā)生一種不常見病害—馬鈴薯莖基腐?。≧hizoctonia solani Kühn），常造成地下根莖腐爛、種薯爛種、莖稈枯死，各地間癥狀表現(xiàn)差異明顯[3]。據(jù)2008年內(nèi)蒙古西部馬鈴薯產(chǎn)區(qū)調(diào)查，一般田塊發(fā)病株率在5%~10%，重癥田塊可達70%~80%。2008~2009年河北省調(diào)查，一般田塊病株率達5%~10%，重病株率達60%~70%[4]。2010~ 2012年甘肅省河西地區(qū)調(diào)查，馬鈴薯莖基腐病在田間發(fā)生不均衡，輕則發(fā)病率為2.0%~7.8%，一般地塊發(fā)病率為20.1% ~30.0%，重則為46.0% ~ 92.0%，有些田塊甚至絕收，發(fā)生面積34.1萬hm2，占播種面積51.2%，按損失率14%~30%計算，估計造成420~900 kg/667m2損失。按發(fā)生面積計算每年可造成215.04~460.8萬t損失，按0.5元/kg計，可造成1.07×105~2.3×105元巨大經(jīng)濟損失[5]。國內(nèi)對于由立枯絲核菌引起小麥、玉米、水稻、棉花、花生、茄科蔬菜、豆類等作物上的病害均進行了系統(tǒng)研究，但對于馬鈴薯莖基腐病研究報道資料較少，尤其是在甘肅省引起該病害的病菌生物特性未見系統(tǒng)報道，因此，從病原菌生物學特性研究入手，為病害診斷與防治提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1試驗材料

供試菌株：2012~2013年3月和8月采集甘肅省加工型馬鈴薯繁種基地山丹軍馬三場馬鈴薯莖基腐病病株，采用PDA培養(yǎng)基分離、純化獲得菌株，依據(jù)Parmeter等[6]描述方法和致病性測定，確認病菌為R.solani，置于PDA試管斜面上，在4℃下保存，備用[7]。

1.2病菌生物學測定

1.2.1溫度對菌落生長的影響

用Φ6 mm打孔器從菌落邊緣取圓形菌塊，置于PDA平板中央，分別置于5，10，15，20，25，30，35和40℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，試驗采用完全隨機設計，每個處理重復3次。48 h后用十字交叉法測量菌落直徑，采用DPS 12.5統(tǒng)計軟件進行多重比較分析。

1.2.2pH值對菌落生長的影響

分別用HCl和NaOH調(diào)節(jié)PDA的pH值為4.0，4.5，5.0，5.5，6.0，6.5，7.0，7.5，8.0，8.5和9.0，每個處理重復3次。接種、培養(yǎng)、測量、分析與1.2.1相同（下同）。

1.2.3光照條件對菌落生長的影響

設24 h/d全光照，12 h/d光照+ 12 h/d黑暗的半光半暗和24 h/d全黑暗3種光照處理。

1.2.4不同碳源對菌落生長的影響

設CK為馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基，分別加入1%的葡萄糖、D-果糖、D-半乳糖、乳糖、D-樹膠醛糖、可溶性淀粉、菊糖、D-木糖、庶糖、甘露糖、氯醛糖制作成不同碳源的瓊脂培養(yǎng)基，每個處理重復3次。

1.2.5不同氮源對菌落生長的影響

設CK為馬鈴薯瓊脂培養(yǎng)基，分別加入1%的硝酸銨、碳酸銨、硝酸鈉、氯化銨、L-谷氨酸、尿素、大豆蛋白胨、L-組氨酸、L-精氨酸、亮氨酸、蛋白胨、甘氨酸制作成不同氮源的瓊脂培養(yǎng)基，每個處理重復3次。

2　結(jié)果與分析

2.1溫度對菌落生長的影響

表1　培養(yǎng)溫度對菌落生長的影響Table 1 Effect of temperature on colony growth

培養(yǎng)溫度對菌落生長的影響見表1，測定結(jié)果表明，該病菌在10~35℃范圍內(nèi)均可生長，15~ 25℃時生長速度加快，25℃生長最快，菌落平均直徑達53.6 mm，25~35℃生長速度在逐漸降低，低于5℃和高于40℃菌落不能生長。顯著性分析表明，15~30℃處理間差異極顯著，10℃和35℃生長水平無差異。表明該菌在15~30℃對溫度反應明感，最適宜生長溫度為25℃。

2.2pH值對菌落生長的影響

從表2可以看出，該菌在pH值4.5~8.5范圍內(nèi)均能生長。pH為4.5和8.5時，生長量極低，菌絲僅在菌餅邊緣和菌餅表面生長，2處理間無差異顯著性。pH在5.0~7.0范圍內(nèi)生長量隨pH值升高而增大，pH在7.5~9.0范圍內(nèi)生長量隨pH值升高而降低，處理間差異極顯著。表明該菌在中性偏酸、偏堿的環(huán)境下均能生長，最適生長pH為7.0。

表2　pH值對菌落生長的影響Table 2 Effect of pH value on colony growth

2.3光照對菌落生長的影響

從表3可以看出，不同光照條件下病菌菌落平均直徑在52.3~56.4 mm，全光照、全黑暗處理下菌落直徑分別為52.3 mm和52.5 mm，2者無顯著差異；半光半暗處理菌落直徑明顯高于前2者，處理間差異極顯著，說明光照、黑暗交替有利于該菌絲體繁殖和擴展。進一步證實在馬鈴薯生長期間，白天散射光與黑夜交替，有利于該菌在馬鈴薯根莖基部引起癥狀并擴展的規(guī)律。

2.4碳源對菌落生長的影響

從培養(yǎng)特性看，供試11種碳源物質(zhì)及對照培養(yǎng)菌落均為白色，在D-果糖、D-半乳糖、D-木糖、可溶性淀粉、庶糖、甘露糖培養(yǎng)基上菌絲稠密，表明是該菌菌絲生長的良好碳源。從菌落生長速度測定結(jié)果（表4）可知，病菌對11種供試碳源利用情況存在明顯差異。除氯醛糖、乳糖培養(yǎng)基中菌絲生長速度較差，48 h菌落直徑分別僅達17.7 mm、29.4 mm，與對照相比差異極顯著，菌絲在原菌餅上生長，不易向四周外擴展。其余各供試碳源培養(yǎng)基中菌絲生長速度較明顯，處理間差異極顯著，表明該病菌可以利用單糖、雙糖和多糖等多種碳源。其中在D-半乳糖、可溶性淀粉、D-木糖培養(yǎng)基中菌絲生長最好，48 h菌落直徑分別達62.2 mm、61.4 mm、60.2 mm，與對照相比差異極顯著。

表3　光照對菌落生長的影響Table 3 Effect of lighting on colony growth

表4　不同碳源對菌落生長的影響Table 4 Effect of different carbohydrate on colony growth

2.5氮源對菌落生長的影響

從培養(yǎng)特性看，病菌在不同氮源培養(yǎng)基上，菌絲顏色和疏密程度不同，大豆蛋白胨、蛋白胨培養(yǎng)基上菌絲淡紅褐色，菌絲層較厚。碳酸銨、尿素培養(yǎng)基上菌絲灰色或土褐色，菌絲呈索狀。其他氮源培養(yǎng)基菌絲稀疏，無色或皿底略顯淡褐色；從菌落生長速度測定結(jié)果（表5）可知，該菌對氮源利用有明顯的差異，其中大豆蛋白胨、蛋白胨對菌絲生長速度影響明顯，48 h后菌落直徑達62.2 mm、62.1 mm，與對照差異極顯著，表明大豆蛋白胨、蛋白胨最有利于菌絲生長。其余10種氮源培養(yǎng)基菌落直徑均小于對照，表明該菌株菌絲利用其氮源效果差，尤其以碳酸銨、尿素為氮源的菌落直徑小于對照31.4 mm、31.7 mm，差異達極顯著水平。

表5　不同氮源對菌落生長的影響Table 5 Effect of different nitrogen on colony growth

3　討論

莖基腐病是一種由立枯絲核菌菌絲直接從表皮侵入或傷口侵染的病害[2]，據(jù)雷玉明等[3]調(diào)查報道，甘肅河西灌區(qū)4月底至5月中旬播種至出苗期，平均氣溫達18.7℃，馬鈴薯莖基腐病發(fā)病率5.2%；5月下旬至6月底苗期至現(xiàn)蕾期，平均氣溫達23.4℃，發(fā)病率15.2%；7月初至8月中旬開花期至結(jié)薯期，平均氣溫達24.2℃，發(fā)病率達36%；莖基腐病一年有2次發(fā)病高峰期，即苗期至現(xiàn)蕾期、開花期至結(jié)薯期。莖基腐病發(fā)病率高時的溫度與試驗菌絲生長速度最快的溫度20~25℃相吻合，田間發(fā)病進程出現(xiàn)高峰期時的環(huán)境溫度與試驗溫度對菌絲的影響趨勢相一致，說明溫度影響菌絲生長的變化規(guī)律與菌絲擴展侵染力和莖基腐病發(fā)病率、發(fā)病進程關系密切。因此，可以通過選擇適應不同溫度區(qū)域的品種，調(diào)整播種期和播種密度，避免病菌侵染高峰期，降低莖基腐病的發(fā)病率。

試驗表明，病菌在pH 4.5~8.5范圍內(nèi)均能生長，其變化趨勢表明，該菌在偏酸或偏堿土壤中均能存活，與雷玉明等[3]報道該病與土壤pH值和土壤含水量相關的發(fā)病規(guī)律相吻合。但最適pH值7.0與李永娟等[8]報道河北省小麥、玉米立枯絲核菌最適pH值6.0存在差異，說明該菌因寄主不同而存在不同遺傳類型，對酸堿性適應有一定差異。因此，可以選擇略偏堿土壤種植，施肥改善土壤酸堿性，減少病害發(fā)生。

從碳、氮源對菌絲生長的影響試驗結(jié)果來看，此病菌能利用多種碳源，僅對氯醛糖、乳糖利用較差，菌絲生長緩慢。此病菌在多數(shù)無機氮、有機氮條件下生長不良，碳酸銨、尿素抑制作用顯著。因此，在生產(chǎn)中可以適量使用碳酸銨、尿素等肥料發(fā)揮其對菌絲生長的抑制作用，有利于對病害的控制。

[參考文獻]

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Biological Characteristics of Rhizoctonia solani Infecting Potato in Gansu Province

LEI Yuming1,2*, MENG Yan1, ZHENG Tianxiang1, XING Huiqin1

( 1. College of Agriculture and Biotechnology, Hexi University, Zhangye, Gansu 734000，China;

2. Key Laboratory of Hexi Corridor Resource Utilization of Gansu Province, Zhangye, Gansu 734000, China )

Abstract:Biological characteristics of Rhizoctonia solani causing stem rot, one of potato serious diseases in Gansu Province, were studied in this research. The optimumtemperature for vegetativemyceliumgrowth was 25 ℃, and the minimum and the maximum were 10 ℃and 35 ℃ , respectively. The mycelia could not grow at 40 ℃ . The minimum pH for vegetative mycelium growth was 4.5, the optimum was 7.0 and the maximum was 8.5. The mycelia stopped the development at 9.0. The alternation of light and darkness favored the growth of mycelia. Monosaccharide, disaccharide and polysaccharide could be used by the pathogen, and D-galactose, soluble starch and D-xylose were the better carbon source used. For nitrogen source,soybean peptone and peptone were the best.This research provides a theoretical base for control of this disease.

Key Words:potato; Rhizoctonia solani; biological characteristics; Gansu Province

*通信作者（

Corresponding author）：雷玉明，E-mail: zyymlei@163.com。

作者簡介：雷玉明（1964-），男，教授，碩士，主要從事植物病理研究及教學工作。

基金項目：甘肅省教育廳科研項目（0509B—02）；河西學院科研創(chuàng)新與應用校長基金項目（HX200910）。

收稿日期：2015-02-03

文章編號：1672－3635（2015）02-0112-05

文獻標識碼：B

中圖分類號：S532