不同培养条件对薏苡黑穗病菌菌丝生长的影响※

●杨江敏 练启仙 岑怡红 杨光粉 李冰冰

（1.兴义民族师范学院 贵州 兴义 562400；2.贵州大学 贵州 贵阳 550025）

薏苡（Coix lacryma-jobi L.）是禾本科（Gramineae）薏苡属（Coix）1年生草本植物，其作为一种药食兼用作物具有丰富的营养价值和药用价值[1-3]。中国薏苡资源十分丰富，贵州省薏苡种植面积为3.2×104hm2[4]。

薏苡在种植过程中易感染黑穗病，对其产量和品质造成严重影响[5]。薏苡黑穗病是由薏苡黑粉菌（Ustilago coicis Brefeld）引起的真菌病害，病原菌隶属担子菌亚门（Basidiomycotina）黑粉菌目（Ustilaginales）黑粉菌科（Ustilaginaceae）黑粉菌属（Ustilago）[6]。黑穗病或黑粉病多发生于禾本科作物，不同的作物往往由不同菌种引起[7]，如小麦散黑穗病菌[Ustilago tricici（Pers.）Jens][8]、甘蔗黑穗病菌（Ustilago scitamineaSyd.）[9]、玉米瘤黑粉病菌[Ustilago zzeae（Beckm.）Unger][10]等。目前，针对薏苡黑穗病病原菌的研究多集中在形态学特征方面，关于其生物学特性方面的研究较少。本试验探究不同温度、培养基、pH、碳氮源等培养条件对薏苡黑穗病病原菌菌丝生长的影响，旨在进一步明确薏苡黑穗病菌的生物学特性，为病害的防控和后续研究提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

1.1.1 样品采集薏苡黑穗病菌标本于2018年7～8月采集于贵州省兴义市万峰林薏苡种植基地。

1.1.2 供试培养基马铃薯葡萄糖琼脂培养基（PDA）、马铃薯蔗糖琼脂培养基（PSA）、查氏（Czapek）培养基、燕麦片琼脂培养基（OA）、玉米粉琼脂培养基（CMA）、薏苡组织汁培养基，均为自配，成分及配制方法参照《植病研究方法》[11]。所有培养基使用立式压力蒸汽灭菌锅（YXQ-SL-100G）经121℃灭菌25 min，倒入培养皿中备用。

1.2 试验方法

1.2.1 不同温度筛选试验使用灭菌接种针挑取适量薏苡黑穗病菌接种于PDA培养基平板中央，分别置于5℃，10℃，15℃，20℃，25℃，30℃，35℃恒温培养箱中培养，每个处理3次重复，28 d后观察菌落生长情况，用十字交叉法测量菌落直径。

1.2.2 不同培养基对薏苡黑穗病菌菌丝生长的影响用接种针挑取适量薏苡黑穗病菌接种于PSA、CMA、OA、薏苡组织汁培养基以及PDA平板上，于自然条件下培养。

1.2.3 不同碳源培养基的配制参照《植病研究方法》[11]，以Czapek培养基为基础培养基，分别用等量的甘露醇、麦芽糖、肌醇、葡萄糖、乳糖、可溶性淀粉、果糖替代培养基中的蔗糖，制备不同碳源的培养基，对薏苡黑穗病菌菌丝进行培养。

1.2.4 不同氮源培养基的配制参照《植病研究方法》[11]，以Czapek培养基为基础培养基，分别用等量的苯丙氨酸、精氨酸、硝酸钙、蛋白胨、硫酸铵替代培养基中的硝酸钠，制备不同氮源的培养基对薏苡黑穗病菌菌丝进行培养。

1.2.5 不同pH培养基的配制以PDA为基础培养基，使用1%HCl和0.5%NaOH溶液调节培养基的pH为7个不同梯度（5、6、7、8、9、10和11），探究不同pH对薏苡黑穗病菌菌丝生长的影响。

1.2.6 不同碳氮比培养基的配制以Czapek培养基为基础培养基，改变碳源（蔗糖）和氮源（硝酸钠）的比例，分别配制不同碳氮比（0∶100、10∶90、20∶80、30∶70、40∶60、50∶50、60∶40、70∶30、80∶20、90∶10、100∶0）的培养基，用接种针挑取适量薏苡黑穗病菌接种其上进行培养。

1.3 数据处理及分析

采用DPS1.1进行数据统计分析，应用Duncan新复极差法进行差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 薏苡黑穗病菌在不同培养基上的培养性状

薏苡黑穗病菌在PDA、PSA和OA培养基上的培养性状存在差异（图1）。在PDA培养基上培养28 d后的菌落形态表现为米黄色，中间菌丝呈褶皱状凸起；在PSA培养基上菌落为白色；在OA培养基上为米白色。

图1 薏苡黑穗病菌在不同培养基上的培养性状

2.2 不同温度对薏苡黑穗病菌菌丝生长的影响

由表1可知，薏苡黑穗病菌菌丝在5℃和10℃下未生长，在15～35℃范围内均能生长。最适宜该病原菌菌丝生长的温度是25℃，此时菌落平均直径为2.97 cm，菌丝长势最紧密，菌落呈淡黄色，与其余温度处理存在显著差异（P＜0.05）。20℃和30℃时菌丝生长形态差异不显著（P＞0.05），低温和高温条件对菌丝生长存在明显的抑制作用。

表1 不同温度下薏苡黑穗病菌菌丝生长形态

2.3 不同培养基对薏苡黑穗病菌菌丝生长的影响

由表2可知，薏苡黑穗病菌菌丝在PDA上生长最好，菌丝紧密，其次是PSA培养基，菌落平均直径分别为3.18 cm和3.15 cm，两者间无显著差异。病原菌在OA培养基上生长最慢，与其余4种培养基差异显著，但其菌丝较CMA培养基紧密。

表2 不同培养基薏苡黑穗病菌菌丝生长形态

2.4 不同碳源对薏苡黑穗病菌菌丝生长的影响

由表3可知，供试的8种碳源中，薏苡黑穗病菌对蔗糖的利用最好，菌落白色，中央菌丝紧密边缘稀疏，菌落平均直径为3.32 cm，其次是葡萄糖，与乳糖、麦芽糖和甘露醇差异显著（P＜0.05）。

表3 不同碳源薏苡黑穗病菌菌丝生长形态

2.5 不同氮源对薏苡黑穗病菌菌丝生长的影响

由表4可知，培养28 d后薏苡黑穗病菌菌丝在6种氮源培养基上生长的平均直径大小依次为：硝酸钙＞蛋白胨＞硫酸铵＞苯丙氨酸＞硝酸钠＞精氨酸。病原菌对硝酸钙的吸收利用最好，菌落平均直径为3.97 cm，菌落颜色为中间淡黄色边缘白色，菌丝紧密，其次是蛋白胨。当以精氨酸为氮源时，菌落最小，平均直径只有1.27 cm，与其他氮源存在显著差异。

表4 不同氮源薏苡黑穗病菌菌丝生长形态

2.6 不同pH值对薏苡黑穗病菌菌丝生长的影响

由表5可知，在pH 值7～11的范围内，薏苡黑穗病菌菌丝生长随碱度的增加呈逐渐递减的趋势。当pH值为6时病原菌菌落最大，平均菌落直径为3.4 cm，菌落中间为米白色，边缘为白色，菌丝浓密，与pH值为5时菌丝的生长没有显著差异（P＞0.05），说明薏苡黑穗病菌菌丝偏好在弱酸性条件下生长。

表5 不同pH值薏苡黑穗病菌菌丝生长形态

2.7 不同碳氮比对薏苡黑穗病菌菌丝生长的影响

由表6可知，当碳氮比为30∶70时，薏苡黑穗病菌菌丝的长势较好，平均菌落直径为3.92 cm，与其余碳氮比条件下菌丝的生长存在显著差异（P＜0.05），菌落特征表现为中间淡黄色边缘白色，菌丝紧密。碳氮比升高，菌丝长势总体呈现下降的趋势，碳氮比在100∶0时菌丝长势最弱，菌落白色，稀疏。

表6 不同碳氮比薏苡黑穗病菌菌丝生长形态

3 讨论与结论

薏苡黑粉菌在农业生产中较为常见，病原菌的生物学特性与病害的发生和流行规律有紧密联系[11]，研究薏苡黑穗病病原菌的生物学特性，可为病害的防治提供理论参考。

病原菌的生长和产孢受温度、pH、营养元素等多种因素影响[12]。练启仙等[13]研究不同条件对薏苡黑穗病菌冬孢子萌发的影响，明确了孢子萌发的适宜温度为25℃，中性和偏酸条件均有利于冬孢子萌发。本研究中薏苡黑穗病菌菌丝生长的适宜温度为25℃，且弱酸性条件对菌丝生长有利，这与已有研究结果类似。

不同病原菌的最适培养条件不完全相同[14]。肖淑芹等[15]的研究结果表明，玉米瘤黑粉病菌对天冬氨酸氮源利用较好，其次是硝酸钾，当以硫酸铵为氮源时菌丝生长几乎停止。本研究结果表明，薏苡黑穗病菌菌丝对硝酸钙的利用较好，对精氨酸的利用效果最差，与肖淑芹等的研究结果不一致，说明不同病原菌对氮源的需求和利用存在差异。吴伟怀等[16]认为葡萄糖和蔗糖均能促进甘蔗黑穗病菌厚垣孢子萌发，但高浓度则会抑制其萌发；翟璐等[17]研究发现玉米黑粉菌菌丝生长最适碳源为葡萄糖。本研究中薏苡黑穗病菌菌丝在以蔗糖作为唯一碳源的条件下生长最好，其次是葡萄糖，研究结果与已有研究结果相似。碳氮比（C/N）对微生物生长发育尤为重要[18]，已有研究表明碳氮比对食用菌菌丝生长速度以及子实体的形成均存在较大影响[19]，本研究中，薏苡黑穗病菌菌丝碳氮比为30∶70时的菌落平均直径显著优于其他培养条件。

薏苡黑穗病菌在不同培养基上的长势不同，本研究中，薏苡黑穗病菌在PDA培养基上生长最好，培养28 d后菌落为米黄色，中间菌丝呈褶皱状突起，与刘荣等[20]对薏苡黑穗病菌在PDA培养基上培养15 d的描述（菌落中央皱褶凸起，表面菌丝白色）不完全一致，推测产生差异的原因可能是由于培养周期和地域不同。

综上所述，薏苡黑穗病菌菌丝生长的适宜温度为25℃，适宜pH值为5～6，利用效果较好的碳、氮源分别为蔗糖和硝酸钙。本研究结果可为掌握薏苡黑穗病菌菌丝体生长、繁殖所需的营养条件及防治奠定理论基础。不同区域的薏苡黑穗病菌其菌丝生长的条件是否存在差异有待进一步研究。