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杏鲍菇软腐病研究进展*

2021-12-01常晓宁郭纹余郑素月王春霞郭金英

中国食用菌 2021年8期
关键词:软腐病欧文细菌性

常晓宁,郭纹余,郑素月,王春霞,郭金英

(河北工程大学,河北 邯郸 056038)

杏鲍菇(Pleurotus eryngii)属担子菌亚门(Basidiomycotina) 伞菌目 (Agaricales) 侧耳科 (Pleurotaceae) 侧耳属(Pleurotus)[1],因其野生条件下主要发生于刺芹植物枯死的根茎及周围土层中,故又称为刺芹侧耳。因其肉质肥厚,质地脆嫩,味道鲜美,菌柄色泽雪白,粗长;组织致密、结实,口感独特,因而被称为“平菇王”“干贝菇”“草原上的美味牛肝菌”等[2]。目前,杏鲍菇是我国食用菌工厂化生产的主要品种之一[3]。我国杏鲍菇多为密集化生产,若发生病害,极易在大范围内传播,给企业带来经济损失[4]。近年来,国内外多地均爆发了杏鲍菇软腐病,病原菌主要为假单胞杆菌(Pseudomonas tolaasii)及欧文氏菌(Erwinia sp.)。该病害在子实体上产生水浸状病斑,病斑逐步扩散至整个子实体,其侵染速度快、危害程度大,给生产企业带来了严重的经济损失。因此,通过分析比较引起杏鲍菇软腐病的不同病原菌类型,对未来杏鲍菇软腐病病害的研究方向提供了参考依据。

1 病原菌种类

1.1 菠萝泛菌

2007年,Kim首次报道了在韩国杏鲍菇上发现的杏鲍菇细菌性软腐病[5]。染病的杏鲍菇子实体上会形成深褐色的水浸状病斑,产生难闻气味及严重的软腐病,影响杏鲍菇的生长。其病原菌菌落为黄色、凸起、圆形、边缘光滑、质地发亮。初步判断该菌株属于Y-变形杆菌的肠杆菌科。该病原菌与最早引起软腐病的菠萝泛菌(P.ananatis)相似,具有较高的同源性[5]。软腐病在植物中较为常见,但这是首次报道在杏鲍菇上发生的细菌性软腐病。

1.2 北京泛菌

马元伟、刘宇等[6-7]在杏鲍菇中分离出了4株革兰氏阴性菌,经验证该菌株为泛菌属(Pantoea),其发病特征为:杏鲍菇菌柄或菌盖上显露出水浸状斑点,受害部位腐烂,并伴随黄色脓状物的产生,侵害严重时杏鲍菇会发生畸形形态;从子实体上分离的病原菌菌落为黄色、光滑的圆形和凸形;根据基因型及表型数据,此次在杏鲍菇上分离的病原菌为该属中的新物种,并命名为北京泛菌(P.beijingensis)。这是在我国首次发现的杏鲍菇细菌性软腐病病例。泛菌属广泛存在,有研究报道,泛菌属中的成团泛菌(P.agglomerans) 会侵染火龙果,可引起火龙果细菌性腐烂病[8]。

1.3 欧文氏菌

张瑞颖[9]从北京和福建采集患软腐病的杏鲍菇,研究发现,该病在杏鲍菇或原基上呈现出水渍状斑点,逐渐危害整个子实体;病害加重时,受侵染部位逐渐变软,子实体发生变形,病害部位接触到其他杏鲍菇时,也会传染使其致病;经试验鉴定,发现该病原菌属于革兰氏阴性菌,该菌体形态特征表明其可能为欧文氏菌属(Erwinia)的菌株。

欧文氏菌是革兰氏阴性菌,是一类侵染植物的病原菌;其可以侵染多种蔬菜和植物,如红椒、土豆、魔芋、黄瓜及一些观赏性植物,如蝴蝶兰等。这类细菌存在于土壤中,也存在于水及悬浮的空气中,其引发的病害,给农民和企业带来了巨大的经济损失。欧文氏菌在植物生长阶段入侵,会使植物组织发生软化,继而腐烂并产生难闻气味[10]。

1.4 芽孢杆菌

2013年药欣荣等[11]发现了在山西杏鲍菇生产企业中杏鲍菇的一种新型病害,当该病原菌菌液侵染杏鲍菇时,在染病子实体的菌柄和菌盖表面,会表现出粘稠状腐烂病症;被侵染的菌丝表现为生长速度缓慢,密度变得稀疏;经试验证明,该病原菌为革兰氏阴性菌,病原菌菌落为淡黄色、边缘整齐,无粘性,有轻微的腐烂味道;推测该病原菌可能是芽孢杆菌属(Bacillus) 细菌(Bacillus sp.M_17)。

1.5 北京欧文氏菌

徐峰等[12]通过单拷贝核心基因构建的系统发育树以及全基因组平均核酸序列一致性(ANI) 分析,运用新技术对北京地区杏鲍菇软腐病病原菌属进行重新鉴定,确定其属于欧文氏菌新种,命名为北京欧文氏菌(E.beijingensis)。

从上述研究可以看出,至少有4种病原菌可引起杏鲍菇软腐病,主要报道的病原菌是菠萝泛菌、北京泛菌、欧文氏菌、北京欧文氏菌以及芽孢杆菌。虽然病原菌不同,但引起的发病症状类似,会引起不同程度的软腐病。由此可见,引起杏鲍菇软腐病病原菌较为复杂,其致病性、防治措施等有待深入研究。

2 致病性及防治研究进展

近年来,国外研究人员从致病基因的角度对杏鲍菇软腐病致病机制展开了相关研究。2014年Kim等[13]通过构建转座子突变体等方法证明了wzc基因为朝鲜地区杏鲍菇软腐病的致病基因;用转座子诱变方法破坏wzc基因后,病原菌减少了胞外多糖的产生并降低了病原菌毒力而使其致病力减弱。

2017年Kim等[14]通过PCR扩增,克隆了杏鲍菇软腐病子实体PPE7菌株中的RcsA基因,并研究了其在胞外多糖(EPS)合成和毒力中的作用,证明了RcsA基因为菌株PPE7的致病基因。

含有活性氯的化合物是控制细菌性疾病常用的化学药品,在抑制由假单胞杆菌引起的食用菌细菌性疾病时,次氯酸钠的最低浓度为40 mg·L-1[15]。Kim等[15]发现,防治杏鲍菇软腐病的次氯酸钠浓度在175 mg·L-1~350 mg·L-1;活性氯含量为 175 mg·L-1的次氯酸钙溶液可有效减轻杏鲍菇的软腐病,而不会影响子实体产量,超过350 mg·L-1时会抑制菌丝的生长。在生产实践中,通过发病期喷施次氯酸钠的方式,可以较好地控制杏鲍菇软腐病。

杏鲍菇软腐病在我国食用菌产业中的发病时间较晚,对其发病原因、致病基因和防治方法等研究尚不全面。近年的报道指出,在大棚栽培杏鲍菇时,细菌引起的杏鲍菇腐烂病一般和高温、高湿有密切关系。因此需及时调控大棚内温度和湿度,发生病害时及时喷洒无公害的2%石灰溶液进行消毒、杀菌,可有效控制病害发生[16]。张瑞华等[17]发现,由细菌引起的杏鲍菇腐烂病,防治措施有2种,一是降低培养料中的精料的含量(如玉米粉);二是合理控制湿度和温度,使出菇房温度低于15℃,湿度低于90%,保持良好的通风条件也可减少病害发生。

在对病原菌的研究上,荣成博等[18]发现引起杏鲍菇软腐病的病原菌为北京泛菌,其适宜在25℃~30℃生长,其中最适生长温度为28℃,同时发现北京泛菌在含有卡那霉素、硫酸链霉素等多种抗生素LB平板上不能较好生长,因此可以在致病机理研究中,应用这几种抗生素诱导基因突变菌株。二氧化氯作为一种杀菌剂,可有效减小污染,当二氧化氯浓度超过50 mg·L-1时,可抑制北京泛菌生长,因此可在生产实践中使用[18]。

3 问题与展望

杏鲍菇在生长过程中会发生多种病害,通常由细菌引起,如对称掷孢酵母(Sporobolomyces symmetricus) 引起的杏鲍菇红斑病[19]、假单胞杆菌造成的杏鲍菇细菌性褐腐病[20]及杏鲍菇细菌病[21]等病害。目前的研究表明,温度过高、湿度过大会增加病害的发生频率[16-17]。软腐病在植物中普遍存在,经常发生于甘蓝类、白菜类、马铃薯、胡萝卜和辣椒等蔬菜中。常见的有大白菜软腐病[22]、胡萝卜软腐病[23]、魔芋软腐病[24]等,造成植物软腐病的病原菌种类较多,如菊欧文氏菌(Erwinia chrysanthemi)引起的红椒软腐病[25];胡萝卜软腐果胶杆菌(Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum) 引起的大白菜软腐病[26];胡萝卜软腐果胶杆菌巴西亚种(Pectobacterium carotovorum subsp.brasiliense) 引起的黄瓜细菌性软腐病[27]等。

食用菌生长周期短,病害种类多。病害发生时,若不及时采取措施,会造成严重的经济损失;若采取化学防治,见效快,但是易造成农药残留,影响消费者健康安全。因此其病害防治难度比其他植物更加困难。因为利用化学药物防治病害的局限性,越来越多的学者尝试利用生物技术防治食用菌病害;如利用醋糟乙醇提取液防治平菇黄斑病[28];利用解淀粉芽孢杆菌B26代谢产物防治金针菇匍枝根霉引起的病害[29];利用5.00%精制山杏壳木醋液控制平菇细菌性褐斑病[30]等。

细菌性软腐病会对栽培作物的经济效益造成巨大的损失。杏鲍菇作为一种食(药)用菌,是当今国内市场上最具发展潜力的食用菌品种之一[31]。国内外关于细菌性软腐病对杏鲍菇造成的危害认识和研究尚且不足。通过学习参考其他植物软腐病的研究情况,未来杏鲍菇软腐病研究可从以下角度开展试验研究,一方面,可以利用现代生物学技术,如PCR、分子标记、全基因测序等生物技术,从致病机理、致病基因等方面入手对病原菌进行彻底的分析了解;另一方面,杏鲍菇生长周期较短,不适宜化学农药,应该致力于研究其在生产阶段的管理方法及生物防治等方面的措施。除此以外,在杏鲍菇生产实践的不同生长时期,合理的调节温度和湿度也是预防病害最经济、有效的措施。

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