草莓灰霉病病原菌的分离鉴定及室内毒力测定
2021-09-12姜莉莉田中一久孙瑞红宫庆涛武冲
姜莉莉,田中一久,孙瑞红,宫庆涛,武冲
(1.山东省果树研究所,山东 泰安 271000;2.山东省现代设施果树技术创新中心,山东 泰安 271000)
草莓(Fragaria ananassaDuchesne)属蔷薇科草莓属多年生草本植物,其果实汁多味美、口感上佳、营养丰富。我国的草莓种植面积及产量均位居世界首位。草莓灰霉病是影响草莓安全生产的重要病害之一,由灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)侵染引起,可危害植株所有地上部分,其中对花器、果实的侵染最重,导致草莓产量、品质降低,造成严重经济损失。该病原菌由分生孢子随气流、水及农事操作传播,在高湿环境下蔓延迅速[1]。张豫超等[2]报道,湿度是草莓灰霉病发生的诱导因素,随着棚内湿度增加,灰霉病菌孢子萌发率逐渐提高。适当延长设施草莓通风时间,降低棚内相对湿度,可在一定程度上降低草莓灰霉病的发生和危害程度,保障果品质量安全[3]。
目前,化学防治仍是生产上防治植物病害的常用及有效手段[4]。防治草莓灰霉病主要采用苯并咪唑类、甲氧基丙烯酸酯类及甾醇脱甲基抑制剂类杀菌剂。然而,由于长期频繁且不合理用药,草莓灰霉病已对多种杀菌剂产生了不同程度的抗药性,且不同地区差异较大。刘欣等[5]报道,上海地区草莓灰霉病菌对啶酰菌胺的抗性水平及抗性频率较高。贡常委等[6]报道,四川省已有部分地区草莓灰霉病菌对咯菌腈产生了抗药性。赵虎等[7]报道,南京和镇江地区草莓灰霉病菌对咯菌腈未产生抗药性,但对多菌灵、腐霉利、乙霉威、嘧霉胺和醚菌酯产生了多重抗性。
山东省是我国草莓主产区,草莓种植面积及产量均居全国首位。本研究选取8种相对新型的杀菌剂进行室内毒力测定,以期筛选出适用于山东省草莓灰霉病的防治药剂,为草莓安全生产及病害科学防治提供依据。
1 材料与方法
1.1 病样采集
草莓灰霉病样本于2020年12月采自山东省果树研究所金牛山试验基地草莓大棚,立架式无土栽培,品种为‘香野’。
1.2 供试杀菌剂及来源
95%氟硅唑原药,江苏中旗科技股份有限公司;97%氟环唑原药,江苏辉丰生物农业股份有限公司;95%己唑醇原药,山东潍坊润丰化工股份有限公司;97%吡唑醚菌酯原药,浙江宇龙生物科技股份有限公司;97%苯醚甲环唑原药和98%肟菌酯原药,山东省联合农药工业有限公司;98%咯菌腈原药,河北兴柏农业科技有限公司;97%咪鲜胺原药,山东华阳农药化工集团有限公司。
1.3 草莓灰霉病病原菌分离、纯化
采用病组织分离法[8]将草莓灰霉病病组织剪成小段,75%乙醇中浸泡30 s,无菌水冲洗3次,置于PDA培养基平板上25℃黑暗培养2 d。待菌落形成后,挑取边缘菌丝接种至新的PDA培养基平板上,进一步纯化培养。纯化好的草莓灰霉病菌株以PDA斜面培养基保存备用。
将纯化好的草莓灰霉病病原菌接种至PDA平板上,25℃黑暗培养7 d。以无菌水冲洗菌落,制备草莓灰霉病菌孢子悬浮液,并将孢子浓度调至1×106个/mL。选取移栽2个月、生长正常的盆栽‘香野’草莓植株,以75%乙醇将草莓叶片擦拭干净,以灭菌砂纸轻磨叶片后,接种灰霉病菌孢子悬浮液。采用常规管理,观察病害发生情况。
1.4 病原菌分子鉴定
以真菌基因组DNA提取试剂盒提取草莓灰霉病菌基因组DNA,以ITS1(5′-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3′)和ITS4(5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′)为引物进行PCR扩增。扩增体系:5×PrimeSTAR Buffer(Mg2+Plus)10 μL,dNTP Mixture(2.5 mmol/L each)4μL,ITS1 1.5μL,ITS4 1.5μL,DNA 1μL,PrimeSTAR HS DNA Polymerase(2.5 U/μL)0.5μL,灭菌水补足至50μL。扩增程序:94℃2 min;98℃10 s,55℃5 s,72℃1 min,30个循环;72℃10 min。扩增产物经回收、纯化后,与pMD18T载体连接、转化,PCR鉴定后,挑取阳性克隆并测序。所得序列与NCBI数据库中序列进行BLAST比对,并构建系统发育树。
1.5 室内毒力测定
采用菌丝生长速率法测定杀菌剂室内毒力[9]。以丙酮将供试原药配制成有效成分浓度为1×104mg/L的母液。在预试验的基础上,对供试药剂母液进行梯度稀释。氟硅唑、氟环唑和己唑醇的试验浓度为0.125、0.250、0.500、1.000、2.000 mg/L,吡唑醚菌酯和肟菌酯的试验浓度为0.500、1.000、2.500、5.000、10.000 mg/L,苯醚甲环唑的试验浓度为0.250、0.500、1.000、2.500、5.000 mg/L,咯菌腈的试验浓度为0.050、0.100、0.250、0.500、1.000 mg/L,咪鲜胺的试验浓度为0.125、0.250、0.500、1.000、2.500 mg/L。
在超净工作台上,移取1 mL各浓度药液于49 mL灭菌后冷却至50~60℃的PDA培养基中,摇匀后倒板,每浓度制备3个含药PDA平板。从活化好的草莓灰霉病菌菌落边缘打取直径7 mm的菌饼,接种至PDA平板中央,以无菌水处理为对照。25℃黑暗培养,待对照组菌落长至2/3培养皿左右时,采用十字交叉法测定各处理的菌落直径。按照以下公式计算各处理的菌丝生长抑制率(%);采用SPSS18.0计算各药剂的EC50值和95%置信区间;以活性最低药剂的EC50值为基准值,计算其它药剂的相对毒力指数。
菌丝生长抑制率(%)=(对照组菌落直径-处理组菌落直径)/(对照组菌落直径-菌饼直径)×100。
2 结果与分析
2.1 草莓灰霉病病原菌鉴定
从草莓灰霉病发病部位分离得到菌株HM-1,在PDA平板上培养4 d后,菌落圆形,呈地毯状平铺,浅白色,气生菌丝绒状(图1)。
图1 草莓灰霉病病原菌HM-1菌落
根据柯赫氏法则,将纯化后的HM-1菌株孢子液接种至草莓健株叶片上,3 d后叶片出现褪绿现象,边缘呈角型干枯,符合灰霉病发病症状(图2)。
图2 HM-1菌株回接症状
采用通用引物ITS1/ITS4对菌株HM-1的rDNA-ITS基因进行PCR扩增后,得到长度为543 bp的DNA序列,GenBank登录号为MZ007846。将该序列在NCBI数据库进行BLAST比对,发现其与葡萄孢属(Botrytis)的同源性为100%。通过构建系统发育树发现该菌株与富克葡萄孢盘菌(Botryotinia fuckeliana)和灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)聚在一枝(图3),其中富克葡萄孢盘菌为有性世代,灰葡萄孢菌为无性世代,因此将其鉴定为灰葡萄孢菌。
图3 菌株HM-1 ITS序列系统发育树
2.2 8种杀菌剂对草莓灰霉病菌菌丝生长的抑制率
由表1可知,8种相对新型杀菌剂对草莓灰霉病菌菌丝生长抑制活性均较高。其中咯菌腈对草莓灰霉病菌的抑制效果最佳,有效成分浓度为0.050~1.000 mg/L时,对菌丝生长的抑制率为5.11%~74.57%。有效成分浓度为0.125~2.000 mg/L时,氟环唑对草莓灰霉病菌菌丝生长的抑制率为15.75%~68.00%,氟硅唑为14.11%~65.50%,己唑醇为8.74%~66.07%;咪鲜胺浓度为0.125~2.500 mg/L时,对草莓灰霉病菌菌丝生长的抑制率为7.91%~76.28%,抑菌活性也较高。苯醚甲环唑有效成分浓度为0.250~5.000 mg/L时,对草莓灰霉病菌的抑制率为7.21%~79.21%。有效成分浓度为0.500~10.000 mg/L时,吡唑醚菌酯对草莓灰霉病菌菌丝生长的抑制率为17.28%~67.30%,肟菌酯为10.24%~75.54%。
2.3 8种杀菌剂对草莓灰霉病菌的室内毒力
由表2可知,8种相对新型杀菌剂对草莓灰霉病菌的室内毒力均较高。其中吡唑醚菌酯对草莓灰霉病菌的室内毒力最低,EC50值为3.772 mg/L;咯菌腈对草莓灰霉病菌的室内毒力最高,EC50值为0.461 mg/L,相较于吡唑醚菌酯的相对毒力指数为8.182。氟环唑、氟硅唑、咪鲜胺和己唑醇对草莓灰霉病菌的室内毒力也较高,EC50值分别为0.789、0.961、0.991、1.102 mg/L,相对毒力指数分别为4.781、3.925、3.806和3.423。苯醚甲环唑和肟菌酯对草莓灰霉病菌的EC50值分别为1.781 mg/L和3.705 mg/L,相对毒力指数分别为2.118和1.018,抑菌活性较其它几种杀菌剂略差。
表2 8种杀菌剂对草莓灰霉病菌的室内毒力
3 讨论与结论
灰霉病是草莓生产过程中的一种重要病害,严重影响其产量和品质。草莓灰霉病病原菌具有遗传变异性大、繁殖速率高和适应性强等特点,生产上单一、频繁用药极易导致抗药性的产生[10]。为丰富生产上药剂品种的选择,同时延缓抗药性的产生,本研究选取了8种相对新型的杀菌剂,对分离得到的草莓灰霉病菌(B.cinerea)HM-1进行室内毒力测定。结果表明,供试8种杀菌剂对草莓灰霉病菌的室内毒力均较高。其中咯菌腈对草莓灰霉病菌的室内毒力最高,EC50值为0.461 mg/L。氟环唑、氟硅唑、咪鲜胺和己唑醇对草莓灰霉病菌的室内毒力也较高,EC50值分别为0.789、0.961、0.991、1.102 mg/L。这与尹向田等[11]报道的不同种类杀菌剂对葡萄灰霉病菌的室内毒力结果相近。
咯菌腈属于苯吡咯类非内吸性杀菌剂,防病谱较广,主要通过抑制菌体葡萄糖磷酰化反应抑制病原菌的生长,从而导致病原菌死亡。氟环唑、氟硅唑和己唑醇为三唑类甾醇抑制剂类杀菌剂,咪鲜胺属于咪唑类甾醇抑制剂类杀菌剂,均通过抑制病原菌麦角甾醇的合成,使菌体细胞膜功能受到破坏[12]。本研究发现,咯菌腈、氟环唑、氟硅唑、咪鲜胺和己唑醇对草莓灰霉病菌的室内毒力均较高,生产上可用于防治该病害。同时,还可通过及时摘除衰老花瓣[13],加强通风透光等农业防治手段,降低草莓灰霉病的发生和为害。