南疆核桃腐烂病菌生物学特性研究

2019-05-08刘振亚严海璘朱宗财李亚鹏张王斌

塔里木大学学报 2019年1期

刘振亚严海璘朱宗财李亚鹏张王斌

（塔里木大学植物科学学院，新疆阿拉尔843300）

核桃（Juglans regiaL），属于核桃科（Juglandaceae）、核桃属（Juglans），①是世界著名的4 大坚果之一。2015 年全疆核桃种植面积达3. 516 77×105hm2，总产6.008 44×108kg，居全国首位，核桃已成为促进新疆农村经济社会发展、农民增收的支柱产业之一［1］。然而近年来，核桃病发生越来越严重，树龄较大的核桃园一般年份发病率在50%左右，严重时可达90%以上，腐烂病已严重制约核桃产业的可持续发展［2］。而目前对新疆核桃腐烂病的生物学特性，核桃腐烂病发生严重是否与防护林有关？与防护林腐烂病是否存在交互侵染？这些问题很少有学者研究，明确这些问题，对防治核桃腐烂病具有重要意义。邵延慧［3］研究表明柳树腐烂病可让杨树和胡杨发病严重，也能让枣树、梨树和苹果树发病但不产生分生孢子器，因此在生产实际中提倡在梨园、枣园和苹果园周围可以种植柳树为防护林，在防护林的建设时尽量减少柳树与胡杨和杨树混栽。邢红亮［4］将桃树腐烂病接种到梨树、苹果树、枣树、杨树、柳树、胡杨上，发现均能发病且都能产孢。唐俊煜［5］将香梨腐烂病接种到红枣、苹果树、核桃树、柳树、杨树、梨树和沙枣树上，发现均能发病，但只在苹果树和梨树上产孢。核桃与防护林之间相互接种病菌，是否能发病并产孢？核桃腐烂病对温度、pH 和光照的适应性以及对碳氮源利用情况如何？这些问题还没有学者进行研究。因此，本文以此为出发点，研究核桃腐烂病的生物学性状和与防护林是否存在交互侵染，为新疆南疆核桃腐烂病的防治和核桃园合理布局提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试菌种的采集和分离

从新疆阿克苏地区采集核桃腐烂病的病皮（含健康组织）或病枝条，放于牛皮纸标本袋中［6］。按照组织块分离法分离病原菌，经科赫氏法则验证后，获得单菌落后保存菌种。

1.2 致病性测定

采用离体枝条接种法［7］，将核桃、柳树和胡杨腐烂病菌接种于核桃、柳树和胡杨枝条上，置于25 ℃将核桃、柳树和3 d后观察记录枝条发病情况。

1.3 分离株培养性状观察

将接种分离株的PDA 培养基置于25 ℃条件下暗培养，从第2 d 观察记录菌落的颜色、形状、气生菌丝的疏密程度、产孢时间，直到菌落长满皿［8］。

1.4 不同条件对菌落生长的影响

1.4.1 不同环境条件对菌落生长的影响

将分离株接于不同温度（10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、28 ℃、30 ℃、35 ℃、40 ℃）、不同pH 值（2、3、4、5、6、7、8、9、10、11）和置于24 h 光照、12 h 光暗交替、24 h 黑暗条件下，置于25 ℃条件下，暗培养，每隔24 h测量菌落直径，记录菌落形态特征［9］。

1.4.2 不同营养条件对菌落生长的影响

以查彼克培养基（Czapek）为基础培养基，将分离株置于不同碳源种类（葡萄糖、麦芽糖、淀粉代替蔗糖和空白对照）和不同氮源种类（酵母膏、牛肉膏、蛋白胨、硫酸铵、甘氨酸和硝酸钾代替硝酸钠和空白对照）培养基上，25 ℃条件下暗培养，每隔24 h 测量菌落直径和记录形态特征［9］。

2 结果与分析

2.1 致病性测定结果

表1 不同腐烂病菌对寄主的致病性测定

由表1可知，将核桃腐烂病菌接种于柳树和胡杨枝条上，在胡杨和柳树枝条上均发病，但在胡杨枝条上病斑扩展速度快于柳树枝条，在17 d 时，在胡杨枝条上产孢，而在观察期内柳树枝条上没有产孢。将柳树和胡杨腐烂病菌接种到核桃枝条上，发现在核桃枝条上均发病，都在第7 d 天产孢，病斑扩展速度相近。柳树和胡杨腐烂病相互接种，发现在枝条上均能发病和产孢。由此说明，核桃、柳树和胡杨存在交互侵染的可能。

2.2 分离株在PDA培养上的培养性状

菌落正反面均为乳白色，呈羽毛状，气生菌丝较少，菌丝紧贴在培养基上，从第7 d开始产生子实体。

2.3 环境条件对菌落生长的影响

2.3.1 温度对菌落生长的影响

分离株病原菌在15～35 ℃温度条件下均能正常生长，在15 ℃以下和30 ℃以上，分离株生长缓慢，低于10 ℃和高于40 ℃分离株不生长，说明分离株对高低温度的抵抗力不强，分离株的最适生长温度在25～28 ℃之间，在此温度范围内，菌落生长较快，产生产孢体数量多，时间快（见图1）。

图1 温度对核桃腐烂病菌菌落生长的影响

2.3.2 pH对菌落生长的影响

由图2 可知，该菌落适合生长的pH 范围广，在pH3～10 菌落均能生长。在pH 低于4 和pH 高于8时，菌落生长缓慢，产生的产孢体少；在pH 低于2 和高于11，菌落不生长；在pH5～6时，菌落生长速率很快，菌丝致密，菌落呈乳白色，说明菌落适合于偏弱酸性的环境条件下生长。

图2 pH对核桃腐烂病菌菌落生长的影响

2.3.3 光照条件对菌落生长的影响

分离株在不同光照条件下均能生长，光照条件对分离株菌落生长有促进作用，但不同光照条件对分离株菌落生长的影响存在差异性。全光照和光暗交替的菌落生长均快于全黑暗的菌落生长，表现出光照条件有利于菌落的生长。全光照（5 d）和光暗交替（7 d）处理产生产孢体的时间早于全黑暗（10 d）处理。全光照和光暗交替的菌落颜色为乳白色，而全黑暗处理的菌落颜色为灰白色，说明在没有光照条件下，菌落更容易分泌色素。

图3 光照条件对核桃腐烂病菌菌落生长的影响

2.4 营养条件对菌落生长的影响

2.4.1 不同氮源对菌落生长的影响

分离株均可在牛肉膏、酵母膏、蛋白胨、硝酸钾、硫酸铵、甘氨酸培养基以及无氮培养基上生长，但在各培养基上菌落生长存在明显的差异。在以牛肉膏、酵母膏、蛋白胨、硫酸铵为氮源的培养基上菌落生长速率和产孢时间快，菌落直径大，说明这四种碳源培养基有利于菌落的生长，但牛肉膏效果最好，其次是酵母膏、蛋白胨、硫酸铵。分离株在无氮的培养基、硝酸钾和甘氨酸培养基上生长缓慢，说明分离株很难利用这两种氮源。

图4 分离株在不同氮源培养基上的菌落直径

图5 分离株在不同碳源培养基上的菌落直径

2.4.2 不同碳源对菌落生长的影响

从图5 可以看出，分离株可在蔗糖、淀粉、麦芽糖和葡萄糖培养基以及无碳培养基上生长，但在各培养基上菌落生长存在差异。在麦芽糖培养基上，分离株生长最好，菌落生长速率快，菌丝生长密集，菌落直径大。分离株还可以在无碳源的培养基上缓慢生长，说明碳源不是分离株存活的必要条件，但它是分离株正常生长的重要因素。

3 讨论

本文主要对核桃腐烂病菌的培养性状、致病性、在不同环境条件和不同营养条件下病原菌的生长情况进行研究。研究结果表明，核桃腐烂病与防护林腐烂病存在交互侵染，腐烂病能在核桃、柳树和胡杨之间相互侵染，只是在致病力上存在一定的差异性，这是核桃腐烂病发生严重的一个重要因素。在研究不同营养条件对菌落生长的影响时，发现分离株可以在无碳源和氮源的培养基上生长，甚至在无氮源培养基上的生长超过了在硫酸铵和甘氨酸中的生长，说明核桃腐烂病菌具有高效的碳氮营养代谢途径，这是臧睿［10］的研究结果一致。本文研究的核桃腐烂病最适温度为28 ℃，最适pH 为5～6，研究结果与邵延慧［9］研究的柳树腐烂病，唐俊煜［5,11］研究的枣树和香梨腐烂病，邢红亮［4］研究的桃树腐烂病，这些同地区不同寄主上的腐烂病对最适温度和pH 的适应性相一致，与臧睿［10］和伦莹莹［12］对苹果树腐烂病研究结果也一致，说明腐烂病对最适温度和pH 的适应性与不同寄主和地区无关。