文章信息
- 姜淑霞, 刘传忠, 王庆华, 贾宁, 李超, 马洪兵
- Jiang Shuxia, Liu Chuanzhong, Wang Qinghua, Jia Ning, Li Chao, Ma Hongbing
- 板栗新病害褐缘叶枯病及病原鉴定
- A New Chestnut Disease—Brown Margin Leaf Blight and the Pathogen Identification
- 林业科学, 2011, 47(5): 177-180.
- Scientia Silvae Sinicae, 2011, 47(5): 177-180.
- DOI: 10.11707/j.1001-7488.20110530
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文章历史
- 收稿日期:2009-11-22
- 修回日期:2010-02-12
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作者相关文章
2. 山东省泰安市徂徕山林场 泰安 271000;
3. 山东农业大学林学院 泰安 271018
2. Chulaishan Tree Farm Tai' an 271000;
3. College of Forestry, Shandong Agricultural University Tai'an 271018
板栗(Castanea mollissima)在山东省是一重要的干果树种。自2004年起,山东泰安、济南、潍坊、临沂等地相继发生一种新的叶部病害,板栗感病后,叶片上产生褐色的斑点,随后病斑迅速扩大,呈不规则大面积干枯,9月中、下旬开始大量落叶,10月中、下旬二次发芽抽稍,新发枝稍冬季枯死,极易诱发板栗疫病,引起树木整株死亡。近年来,该病逐年加重。2006年对泰安市徂徕山林场600 hm2 板栗林调查,发病率为100%,800余株10~15年生板栗树死亡,2007年死亡9 000余株,减产近12万kg。为控制该病害的危害,生产上迫切需要确诊出该病害及病原,2006—2009年,笔者对该病害进行了系统的研究,旨在为研究病害的发生发展规律和防治措施的制定提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 标本采集及病害症状观察标本分别于2007年8月10日、11日、24日,2008年8月12日、25日采自山东泰安市徂徕山林场光化寺林区和茶石峪林区、泰山林场桃花峪林区3个板栗病害发生区,共12批次。
在体视显微镜下检查采集的病叶,观察分生孢子器在病叶表面的分布。选取具有典型症状的病叶标本,采用徒手切片法切取子实体,在显微镜下观察并拍照记录病菌分生孢子器和分生孢子形态,分别测量50个分生孢子器、分生孢子梗和100个甲、乙型分生孢子(从平板培养物上挑取)的大小。
1.2 病原菌分离病原菌的分离和纯化采用组织分离法,前后12次分离共选择有典型病状的600个病斑,将新鲜的病叶用清水冲洗干净,用75%乙醇表面消毒,从其病健交界处用灭菌手术刀切取3~5 mm,置于PDA培养基上25 ℃恒温下培养,待菌丝长出后,进行转接纯化,并在PDA培养基上于25 ℃恒温培养,菌丝长满后,置于4 ℃冰箱中保存备用。
1.3 致病性测定采用离体菌丝块及孢子液接种法对分离物中优势菌株(分离物编号BYD1)进行致病性测定。
1) 室内离体接种 选取健康无病的新鲜叶片组织,用清水冲洗干净,75%乙醇消毒5 min,再用无菌水冲洗多次,置于事先灭菌的培养皿(直径150 mm,底部垫2~3层无菌纱布,并加入适量无菌水保湿)中。将PDA平板上培养5~7天的分离物用直径5 mm的打孔器在菌落边缘以内打菌饼,用无伤和刺伤进行接种(无伤接种是将菌饼直接贴接于叶片表面,刺伤接种用消毒昆虫针在健康叶片表面针刺后,将菌饼贴接于刺伤部位)。每处理接种5个叶片,每片叶接4个点,以无菌PDA琼脂块处理为对照。接种试验分8批次进行。置于智能型人工气候箱(仿照林间气候设置昼14 h,光照度50%,温度20~30 ℃,相对湿度40%~80%)培养。接种2天后移去菌丝块,观察发病情况。
孢子液接种的含量为15 × 40放大倍数下每视野10~20个孢子,接种量0.1 mL,用微量注射器将孢子液滴于叶片上,以接种等量无菌水为对照。处理重复数、接种点及接种后培养条件同菌丝块接种。根据柯赫氏法则,对发病的病斑再次分离,观察分离的病菌是否与原接种菌相同。
2) 林间接种 选择林间12~15年生的板栗,采用1)中接种方法将菌丝块及孢子液分别接种林间板栗叶片上,孢子液接种含量同1),用毛笔蘸孢子液轻轻涂于叶上,每个处理10个叶片,并分别接种等量的PDA琼脂块及无菌水作为对照,保鲜袋保湿24~36 h后去掉,定期观察发病情况。林间接种共进行3次。根据柯赫氏法则,对发病的病斑再次分离,观察分离的病菌是否与原接种菌株相同。
1.4 病原菌的分子鉴定选择不同批次分离纯化的5个菌株(BYD1,BYD2,BYD3,BYD4,BYD5),采用CTAB法提取和纯化菌株的基因组DNA,用真菌rDNA通用引物ITS1和ITS4进行ITS1-5.8S -ITS2基因片段的扩增,PCR产物经回收纯化后,连接载体pMDTM18-T (TaKaRa),转化至大肠杆菌DH5α(Tiangen Biotech),菌液法筛选阳性克隆,由上海生工生物工程技术服务有限公司进行测序。
所得序列经NCBI进行碱基同源性分析,搜索相关序列27条,用MEGA 4.1 (maximum parsimony method; 1 000 replicates)软件构建系统进化树,分析该菌与其他相似菌株的系统进化关系,根据同源性比较结果,确定病原菌的系统分类地位。
2 结果与分析 2.1 病害症状及病原菌的形态该病害主要为害叶片,在山东徂徕山,每年7月下旬至8月初,叶片上产生形状不规则,大小为2~3 mm的黑褐色的斑点,随后病斑迅速扩大为黄褐色、边缘不整齐、大小为2~3 cm的病斑。每个叶片上能产生多个病斑,病部中间浅黄褐色,边缘有较宽黑褐缘线(图版Ⅰ-A)。由于病斑扩大迅速,多个病斑易连片,以致使整个叶片上呈不规则的大面积焦枯状(图版Ⅰ-B)。8月下旬多数病斑面积扩展为整个叶片50%左右时,叶片开始脱落,9月中、下旬开始大量落叶,10月中、下旬2次发芽抽梢,新发枝梢冬季枯死,而且极易诱发板栗疫病,引起整株死亡。该病害突出的特点为病斑坏死组织扩展快,发病后整叶出现焦枯现象,叶片脱落严重。整个生长期间的病叶几乎不产生子实体,叶片脱落后在其正面产生很少散生子实体。
通过显微镜观察,该菌的分生孢子器散生,黑褐色,半埋生,单腔室,扁球形,有孔口,直径为224~361 μm(图版Ⅰ-C)。分生孢子梗无色细长,一次合轴分枝,极少数具1~2隔膜,长15~20 μm (图版Ⅰ-D)。分生孢子2种形状:甲型孢子无色,多为椭圆形,少数为披针形,具2个明显的油球,大小为(7~9) μm × (2~3) μm; 乙型孢子在PDA培养基无色,线形,单孢,直或一端弯曲状,无斑点,无隔膜,大小为(14~28) μm × (0.5~1) μm (图版Ⅰ-E)。在室内接种并产生子实体的病叶切片上,偶有发现乙型孢子。
2.2 病原菌的分离对2007年、2008年3个采集点、12批600个病斑样品,经分离、纯化共获得1 324个分离物,依其培养性状和形态特征,进行合并分类,编号BY1—BY6,见表 1。
分离频率最高的分离物是BY1,为明显的优势种,其次为BY6,其他分离物频率均较低。在发病初、中期的多批次分离中,出现的频率较为一致。
2.3 致病性测定选择分离频率较高的2个分离物进行致病性接种试验,其结果只有分离物BY1有症状产生,分离物BY6不致病。其接种结果见表 2。
表 2表明,BY1分离物的2种接种材料均可产生病斑,以有伤接种孢子液发病率最高; 有伤接种孢子液和菌丝块,发病率均显著高于无伤口接种。用菌丝块接种一般5天后开始出现斑点(图版Ⅰ-F),病斑初期暗绿色,水渍状,扩展1~3 cm黄褐色坏死斑后发展缓慢,多数病斑上25天左右产生很少量褐色子实体。孢子液接种后发病迅速,水渍状暗绿色的病斑15~20天扩展为整个叶片并干枯,25~ 30天在病叶上产生大量黑褐色子实体。林间接种产生的病斑少于室内离体接种病斑的数量,并和林间自然发病的病斑一样,在其脱落前也不产生子实体。无论是离体接种还是林间接种,对照均无发病症状,且离体接种的对照叶片在置于RXZ智能型人工气候箱20天保持绿色不萎蔫。从发病的病斑上再次分离的病原菌与原接种病原菌在菌落、分生孢子等形态特征上完全一致,证实BY1为板栗褐缘叶枯病的致病菌,病菌主要通过伤口侵入。
2.4 病原菌分子鉴定ITS序列分析利用真菌rDNA ITS的1对通用引物ITS1和ITS4,对BYD1,BYD2,BYD3,BYD4,BYD5 5个菌株进行PCR扩增,均扩增出600 bp左右的单一条带。通过测序得到该片段的碱基序列,大小均为584 bp。这5个菌株的rDNA序列之间的相似性为99.9%。将这些序列与GenBank中已有的真菌rDNA序列进行比对,选择与该菌株关系较近的27个菌株进行系统进化分析。采用Mega 4.1软件建树,使用系统默认参数,以菌种Saccharomyces cerevisiae为外群种,用MP法构建系统发育树,作1 000次重复,共454个位点性状,所测菌株的ITS序列单独聚成一支,支持率达到85%,能与形态近似种Phomopsis vaccinii,P. quercina,P. amygdali区分开。
根据病原菌的形态特征以及rDNA ITS序列同源性比较的结果,证明该病菌属于拟茎点霉属Phomopsis。
3 结论与讨论通过对病害症状、病原菌形态观察和病原菌致病性研究,确定引起该板栗病害为一新病害,根据其症状特点定名为板栗褐缘叶枯病。经多次室内和林间致病性测定得出,BY1为引起板栗叶枯病的致病菌,该病原菌在国内外未见报道,暂定名为板栗拟茎点霉菌Phomopsis castaneae-mollissimae S. X. Jiang。
该病害与国内已定名的板栗黑(圆)斑病Cylindrosporium castanicola (谢宝多,1998;陆家云,2001)和Phomopsis castanea引起的叶斑病(戚佩坤等,2007)的症状及病原菌形态的描述菌有相近之处,但也有明显的差异:板栗黑(圆)斑病的病斑近园形,有黄色晕圈,其病原为Cylindrosporium属; P. castanea引起的叶斑病亦表现为叶片大面积干枯,但病原菌的形态的差异很大,P. castanea分生孢子器近球形或扁球形,(85~150) μm × (65~ 100) μm; 甲型分生孢子长椭圆形或纺锤形,无油球,(4~7) μm × (1~2.5) μm。同时,通过对病原菌分子鉴定,证明二者不是同一个种。在国外,由Phomopsis属真菌引起的板栗叶斑病的研究中,Kazempour等(2006)在伊朗报道了一种板栗病害,其症状为芽变黄褐色,叶上病斑呈椭圆形,导致叶子萎蔫; El-Gholl等(1996)在美国报道一种板栗病害,其病斑最大直径为9 mm,而且具有3个同心轮纹。上述板栗病害症状均与本项研究的病害症状存在较大差异。
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