胡萝卜黑腐病病原菌鉴定及生物学特性研究

赵晓军, 周建波, 殷 辉, 封云涛, 庄飞云

(1.山西省农业科学院植物保护研究所,太原 030031;2.农业有害生物综合治理山西省重点实验室,

太原 030031;3.中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京 100081)

胡萝卜黑腐病病原菌鉴定及生物学特性研究

赵晓军1,2*, 周建波1,2, 殷 辉1,2, 封云涛1,2, 庄飞云3

(1.山西省农业科学院植物保护研究所,太原 030031;2.农业有害生物综合治理山西省重点实验室,

太原 030031;3.中国农业科学院蔬菜花卉研究所,北京 100081)

胡萝卜黑腐病是影响山西省胡萝卜产业发展的主要病害。本文研究了胡萝卜黑腐病病原菌归属及其生物学特性。通过病原菌形态学特征鉴定胡萝卜黑腐病致病菌为Alternaria radicina。病原菌生物学特性测定结果表明,菌丝最适生长温度为28℃;最适p H为6;最适碳源和氮源分别为蔗糖和尿素;光照对菌丝生长影响较小。分生孢子萌发最适温度为30℃,水滴中萌发率最高,酸碱度和光照周期对分生孢子萌发影响较小。

胡萝卜黑腐病; 链格孢; 生物学特性; 鉴定

胡萝卜黑腐病(carrot black rot)是一种世界性病害,在我国山西、河北、内蒙古、福建、台湾等胡萝卜种植区均有发生,在重发区发病田达100%,病株率达90%以上,已成为胡萝卜主要病害之一。黑腐病可发生在胡萝卜的整个生长期,危害叶片、茎及肉质根等。叶片发病,呈暗褐色斑,严重时枯死。茎、叶柄发病呈梭形或长条形斑,湿度大时产生黑色霉层。肉质根发病在根头部形成凹陷黑斑,严重时肉质根腐烂[1]。Pryor等研究表明Alternaria radicina,A. carotiincultae,A.atrocariis侵染胡萝卜植株后均可形成黑腐病症状[2-6]。目前关于胡萝卜黑腐病病原菌归属及其生物学特性的系统研究报道较少。为明确胡萝卜黑腐病病原菌归属,本文鉴定了山西省胡萝卜黑腐病病原菌,并系统研究该病原菌的生物学特性,以期为胡萝卜黑腐病的防控提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

2010-2011年在山西省应县采集胡萝卜黑腐病标本,采用组织分离法分离病原菌,经单孢纯化获得纯培养菌株[7]。按照柯赫氏法则验证后,保存纯培养菌株。

1.2 病原菌形态特征观察

将纯培养菌株接种于PDA平板,28℃恒温培养,观察病原菌菌落颜色、形状、质地等菌落特征。采用插片培养法培养病原菌[8],微分干涉显微镜观察菌丝、分生孢子、分生孢子梗形态,随机测定100个分生孢子大小。

1.3 病原生物学特性测定

1.3.1 不同条件对病菌菌丝生长的影响

采用菌丝生长速率法测定碳源、氮源、培养基类型、温度、酸碱度、光照周期对病原菌菌丝生长的影响。

1.3.2 病原菌分生孢子萌发条件测定

采用悬滴法测定温度、湿度、酸碱度、光照周期对分生孢子萌发的影响。

1.3.3 数据分析

采用PASW Statistics 18软件分析数据。

2 结果与分析

图1 胡萝卜黑腐病菌菌落形态学特征Fig.1 Morphological characteristics of Alternaria radicina

2.1 病原菌菌落特征

PDA培养基上,初期病原菌菌落呈白色(图1a),随着病原菌生长菌落呈橄榄色(图1b),最终呈黑褐色至黑色,底部呈轮纹状(图1c)。

2.2 病原菌显微特征

菌丝淡褐色、褐色,有隔膜、隔膜处缢缩(图1d)。分生孢子梗褐色,有隔膜、隔膜处缢缩,直立或屈膝状,单生,分生孢子脱落后孢痕明显,大小(22～37)μm ×(3.5～4.5)μm(图1e～g)。短粗型分生孢子深褐色、黄褐色,卵圆形、近椭圆形,光滑、无喙,单生或极少链生,有隔膜,横隔1～7个,纵、斜隔0～3个,大小(30～50)μm×(10～20)μm(图1h～l)。

2.3 环境对病原菌菌丝生长的影响

病原菌菌丝在24～31℃范围内均能较好生长,菌丝生长最适温度为28℃(图2a);病原菌菌丝在供试7种培养基上均能生长,PDA培养基上生长最快,Czapek培养基上生长最慢(图2b);病原菌可以利用多种形式的碳源,在蔗糖和葡萄糖中病原菌菌丝生长较好(图2c);病原菌可以利用5种供试氮源,在尿素中菌丝生长最好(图2d);病原菌菌丝在p H范围为5～12之间均可生长,最适p H为6(图2e);菌丝生长对光照条件要求较低,三种处理下菌丝生长差异不大(图2f)。

图2 环境对胡萝卜黑腐病菌菌丝生长的影响Fig.2 Effects of environmental factors on mycelium growth of Alternaria radicina

图3 环境对黑腐病菌分生孢子萌发的影响Fig.3 Effects of environmental factors on spore germination of Alternaria radicina

2.4 环境对分生孢子萌发的影响

试验结果表明,病原菌分生孢子在24～32℃之间均可萌发,30℃为萌发最适温度;孢子萌发率随温度升高而增高(图3a)。分生孢子在湿度36.7%～100%之间均可萌发,水滴中(湿度100%)萌发率最高;孢子萌发率随湿度升高而增高(图3b)。酸碱度对孢子萌发影响较小,在p H为4～10之间均可萌发(图3c);光照对于分生孢子萌发的影响较小(图3d)。

3 讨论

1922年,Meier等最早详细描述了胡萝卜黑腐病病原菌(Alternaria radicina)的菌落形态、显微结构[9]。之后,许多研究者证明A.radicina在多个国家引起胡萝卜黑腐病[25]。1998年以来,Saude等认为A.radicina是引起美国密歇根州、加利福尼亚州胡萝卜黑腐病的致病菌[1012]。本研究采用组织分离、单孢纯化获得纯培养菌株;并详细描述了该菌株的菌落及显微特征。参考国外学者对胡萝卜黑腐病病原菌的相关描述[9,15],最终将山西省胡萝卜黑腐病致病菌鉴定为Alternaria radicina。

链格孢属真菌形态特征变化较大,采用形态学鉴定到种比较困难。随着分子生物学技术的应用使得链格孢属真菌分类更准确;例如：r DNA-ITS分析、RAPD等技术[13]。Hong等认为r DNA-ITS序列差异对链格孢(特别是小孢子种)提供的遗传信息少,其进化未达到判定种间差异的程度,不能作为链格孢种级分类的方法[14]。RAPD分析灵敏度高,能更有效揭示链格孢相似种间遗传变异性,已广泛用于真菌系统学研究上。然而,rDNA-ITS等序列、RAPD技术在分类鉴定方面各有优点和局限性,需根据研究需求选择[15]。另外,各种方法间交叉与互补,有时两种或多种综合使用,才能准确鉴定其归属。笔者正在采用RAPD分析技术对胡萝卜黑腐病菌进行深入研究,进一步验证传统形态学鉴定结果。

生物学特征研究结果表明,病原菌菌丝生长最适温度28℃,分生孢子萌发最适温度30℃,孢子在水滴中萌发率最高,说明胡萝卜黑腐病为高温高湿病害。胡萝卜种植时适当增加行间距,采取高垄种植和喷灌滴灌技术,均可减少胡萝卜田间积水,避免田间高温高湿小气候的形成,破坏“病原-寄主-环境条件”的病害三角平衡关系,降低胡萝卜黑腐病的发生几率。

试验结果还表明,7月中旬胡萝卜黑腐病在山西省开始发病,8月中下旬达到高峰期,推断可能由于胡萝卜7-8月份进入糖分积累阶段,有利于黑腐病菌利用胡萝卜内蔗糖和葡萄糖。此外,追施尿素田胡萝卜黑腐病发生较重,可能是由于尿素是最适合黑腐病菌生长的氮源。

本研究明确了胡萝卜黑腐病病原及其生物学特性,为进一步研究胡萝卜黑腐病的发生发展规律、控制病害发生和提高防治效果提供必要的理论依据。

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(责任编辑：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

公益性行业(农业)科研专项(200903016);山西省青年科技研究基金项目(2012021024-3);山西省农业科学院育种工程项目(11yzgc14,yzjc1309)

*通信作者 E-mail：zhaoxiaojun0218@163.com