林业科学  2011, Vol. 47 Issue (5): 177-180   PDF    
DOI: 10.11707/j.1001-7488.20110530
0

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

文章历史

收稿日期:2009-11-22
修回日期:2010-02-12

作者相关文章

姜淑霞
刘传忠
王庆华
贾宁
李超
马洪兵

板栗新病害褐缘叶枯病及病原鉴定
姜淑霞1, 刘传忠2, 王庆华2, 贾宁3, 李超2, 马洪兵1    
1. 山东农业大学植物保护学院 山东省农业微生物重点实验室 泰安 271018;
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
关键词:板栗褐缘叶枯病    症状    病害鉴定    
A New Chestnut Disease—Brown Margin Leaf Blight and the Pathogen Identification
Jiang Shuxia1, Liu Chuanzhong2, Wang Qinghua2, Jia Ning3, Li Chao2, Ma Hongbing1    
1. College of Plant Protection, Shandong Agricultural University Shandong Provincial Key Lab. of Agricultural Microbiology Tai' an 271018;
2. Chulaishan Tree Farm Tai' an 271000;
3. College of Forestry, Shandong Agricultural University Tai'an 271018
Abstract: A new leaf disease occurs in chestnut-producing areas of Tai'an and Linyi in Shandong Province. Brown spots of 2 -3 mm were formed on the infected leaves at initial stage. With the rapid expansion of lesions, the center of spots turned yellow cinnamon and had dark brown on edge. The diseased leaves showed irregular dry rot in a large area at the same time, which seriously influenced the tree vigor and yield. This disease was identified as a new leaf disease with the pathogen morphology and molecular biological characters, named as brown margin leaf blight. The isolate BY1 was found to be a kind of pathogenic strain of Phomopsis castaneae-mollissimae by pathogenicity test.
Key words: brown margin leaf blight of C.mollissima    symptoms    disease identification    

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。

图版Ⅰ   PlateⅠ   A.板栗褐缘叶枯病症状;B.接种后10天的症状;C.病原菌株在PDA培养基上的特征;D.分生孢子器(标尺=100 μm; E.分生孢子梗(标尺=50 μm); F.A, B型分生孢子(标尺=20 μm) A. The symptom of brown margin Leaf blight of Castanea mollissima; B. Results inoculated after 10 days; C. Colony of the pathogen strain on PDA; D. Morphological characteristics of pycnidium under light microscopy(bar=100 μm); E. Morphological characteristics of conidiophores under light microscopy(bar=50 μm); F. A and B Conidia of the pathogen (bar=20 μm)

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

表 1 板栗病害病原物分离情况 Tab.1 Isolation from pathogen of C. mollissima

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 板栗褐缘叶枯病菌致病性测定试验结果 Tab.2 Pathogenicity test of brown margin leaf blight of C. mollissima

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 vacciniiP. quercinaP. 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。

参考文献(References)
陆家云. 2001. 植物病原真菌学[M]. 北京: 中国农业出版社: 461-462.
马莉, 向梅梅, 戚佩坤, 等. 2004. 采自昆明的拟茎点霉新种及中国新记录种[J]. 华南农业大学学报, 25(4): 71-73. DOI:10.7671/j.issn.1001-411X.2004.04.018
戚佩坤, 姜子德, 向梅梅. 2007. 中国真菌志.第三十四卷, 拟茎点霉属[M]. 北京: 科学出版社: 2-74.
谢宝多. 1998. 板栗病害[M]. 北京: 中国林业出版社: 31-37.
张海旺, 张国珍, 曹庆昌, 等. 2009. 北京地区板栗主要病虫害种类初步调查[J]. 植物保护, 35(2): 121-124.
Ames G K, Gergerich R C, Weidemann G J. 1988. First report of Diaporthe vaccinii on blueberry in Arkansas[J]. Plant Disease, 72: 362.
Bissegger M, Sieber T N. 1994. Assemblages of endophytic fungi in coppice shoots of Castanea sativa[J]. Mycologia, 86(5): 648-655. DOI:10.2307/3760535
El-Gholl N E, Schubert T S, Peacock M E. 1996. Tubakia leaf spot on chestnut[J]. Plant Pathology Circular, 371(3): 375.
Farr D F, Castlebury L A, Rossman A Y. 2002. Morlpological and molecular characterization of Phomopsis vaccinii and additional isolates of Phomopsis from blueberry and cranberry in the eastern United States[J]. Mycologia, 94(3): 494-504. DOI:10.1080/15572536.2003.11833214
Kazempour M N, Khodaparast S A, Salehi M, et al. 2006. First record of chestnut blight in Iran[J]. Journal of Plant Pathology, 88(1): 121.
Uecker F A. 1988. A world list of Phomopsis names with notes on nomenclature, morphology and biology[J]. Mycologia Memoir, 13: 1-231.