摘要:為明確近年來引起廣西梧州地區(qū)苦玄參(Picria felterrae Lour.)褐斑病的病原菌種類及致病因素,依據(jù)柯赫氏法則進(jìn)行了致病性測定和病原菌驗(yàn)證,通過形態(tài)學(xué)觀察、rDNA-ITS序列分析確定病原菌;通過對不同光照條件下病情調(diào)查,分析光照對該病害發(fā)生的影響。結(jié)果表明,病原菌形態(tài)特征與[Alternaria porri(ELL.)Ciferri]一致,其rDNA-ITS序列與GenBank中[Alternaria porri(ELL.)Ciferri]相似性達(dá)99%;強(qiáng)光利于病原菌菌絲生長、孢子產(chǎn)生及萌發(fā)??梢娢嘀莸貐^(qū)苦玄參褐斑病病原菌為蔥鏈格菌[Alternaria porri(ELL.)Ciferri];光照是誘發(fā)苦玄參褐斑病的主要致病因素。
關(guān)鍵詞:苦玄參;褐斑病;病原鑒定; 致病因素
中圖分類號:S482.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號:0439-8114(2013)16-3836-03
苦玄參(Picria felterrae Lour.)又名苦草、魚膽草、四環(huán)素草、蛇總管,為玄參科苦玄參屬植物,以全草入藥,是《中華人民共和國藥典》收載品種[1],主要分布于廣西、廣東及云南等地,在廣西民間作藥用已有200多年的歷史[2]。
苦玄參作為廣西大宗、道地藥材,是廣西梧州制藥(集團(tuán))股份有限公司生產(chǎn)的婦炎凈膠囊的主要原料藥材,也是廣西多家制藥企業(yè)生產(chǎn)的炎腫化毒片、炎見寧片、萬通炎康片、維威消炎靈等多種中成藥的原料藥材[3]。隨著醫(yī)藥市場需求的逐年增加,苦玄參在廣西梧州地區(qū)廣泛栽培。調(diào)查發(fā)現(xiàn),近年來苦玄參褐斑病在梧州各栽培區(qū)普遍發(fā)生,造成葉斑、葉片枯黃,嚴(yán)重者葉片全部卷縮,植株枯死。國內(nèi)外關(guān)于苦玄參病害的研究尚未見報(bào)道,褐斑病為首次報(bào)道的苦玄參病害。明確苦玄參褐斑病病原菌對于該病害的預(yù)防與控制具有重要意義。
環(huán)境因素對病害的發(fā)生流行起著重要作用,就光照與苦玄參褐斑病的關(guān)系進(jìn)行探討,可以闡明光照在該病害的發(fā)生中的作用,以指導(dǎo)生產(chǎn)。
1 材料和方法
1.1 病菌采樣與分離、純化
苦玄參褐斑病典型病葉采自廣西梧州市嶺角鎮(zhèn)武烈村。病原菌的分離及純化參照文獻(xiàn)[4]。采集的病葉用清水洗凈,剪取病葉組織(邊長4~5 mm的正方形),用75%的乙醇消毒2~3 s,0.1%氯化汞消毒2 min,無菌水沖洗3遍,置于滅菌濾紙上吸干水,將病葉組織接種在馬鈴薯葡萄糖(PDA)瓊脂培養(yǎng)基上,26 ℃恒溫培養(yǎng)4 d,對分離物歸類、編號。純化培養(yǎng)采用單孢分離法純化產(chǎn)孢真菌,采用多次挑取菌落邊緣菌絲轉(zhuǎn)皿純化不產(chǎn)孢真菌,純化后的真菌轉(zhuǎn)管保存。
1.2 致病性測定[4]
將純化菌株接種至PDA瓊脂培養(yǎng)基,在28 ℃、相對濕度65%霉菌培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)5 d,用打孔器制備直徑9 mm的菌餅。用無菌接種針在健康的離體苦玄參葉片上刺成面積約為1 cm2的傷口,用接種鏟將菌餅接至傷口,保濕培養(yǎng)3~4 d,觀察發(fā)病情況。根據(jù)柯赫氏法則,對發(fā)病葉片病菌進(jìn)行再分離,顯微鏡下觀察分離得到的病菌是否與原接種菌株相同。以接種PDA培養(yǎng)基作為對照,在室溫(20~25 ℃)下保濕培養(yǎng)5 d,記錄發(fā)病情況。
1.3 形態(tài)學(xué)鑒定
將致病菌株移至PDA平板上28 ℃下培養(yǎng),玻片培養(yǎng)法觀察,記載病原菌的形態(tài)特征,以病原菌菌落形態(tài)、病害癥狀為依據(jù)鑒定病原菌種屬[4]。
1.4 核糖體rDNA-ITS序列分析
采用SDS法提取病原菌株的基因組DNA[5]。采用真菌核糖體基因轉(zhuǎn)錄間隔區(qū)(ITS)通用引物ITS4(5′-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3′)和ITS5(5′-GGAAGTAAAAGTCGTAACAAGG-3′)(上海捷瑞生物工程有限公司合成)擴(kuò)增該菌的rDNA-ITS序列。擴(kuò)增產(chǎn)物的純化和測序委托北京諾賽基因組研究中心有限公司完成,將得到的序列在GenBank中進(jìn)行同源性比較[6]。
1.5 光照對病害的影響
選擇除光照條件不同外,土壤、栽培管理等其他條件均一致的栽培地,采用LI-1400型便攜式光量子輻射計(jì)分別測定各栽培地的光照強(qiáng)度。對不同光照條件下的苦玄參進(jìn)行發(fā)病情況調(diào)查,每地塊隨機(jī)調(diào)查5個(gè)點(diǎn),每個(gè)點(diǎn)查20株,每株調(diào)查10張葉片,調(diào)查葉片病級情況(分級標(biāo)準(zhǔn)見表1),統(tǒng)計(jì)發(fā)病株數(shù)及病情指數(shù)[7]。
病情指數(shù)=(各級病級代表值×該病級病葉數(shù))/(調(diào)查葉片數(shù)×發(fā)病最重級代表值)×100。
2 結(jié)果和分析
2.1 病害癥狀
苦玄參褐斑病在廣西梧州始于5月初,苗期可見癥狀發(fā)生,但為害不嚴(yán)重。6月下旬至8月是苦玄參的田間生長旺期,也是病害發(fā)生高峰期。多從靠近心葉的2~3片葉片開始發(fā)病,受害葉片初期病部呈水漬狀淡黃小點(diǎn),病斑不斷擴(kuò)大,形成不規(guī)則黃褐色斑塊,大小為0.2~0.4 cm×0.5~0.8 cm,病健交界處為紫褐色(圖1a)。天氣或環(huán)境潮濕時(shí),病葉呈水漬狀;天氣或環(huán)境干燥時(shí)病斑穿孔。后期病斑連片,病葉卷縮,呈火燒狀。
2.2 病原菌鑒定
2.2.1 病原菌分離、純化 患褐斑病苦玄參組織26 ℃恒溫培養(yǎng)3~4 d后長出菌落,共分離到5株真菌菌株。
2.2.2 致病性測定 將分離所得的5株菌株室內(nèi)接種至健康的離體苦玄參葉片上保濕培養(yǎng)5 d,僅K-1-2菌株接種的發(fā)?。▓D1a),其他未發(fā)病。發(fā)病葉片表現(xiàn)出明顯的褐色水漬狀斑點(diǎn),對病葉進(jìn)行病菌再分離接種,獲得與原分離菌株一致的菌株。根據(jù)柯赫氏法則,確定試驗(yàn)中分離的K-1-2菌株為苦玄參褐斑病的病原菌。
2.2.3 病原菌的形態(tài)特征 菌株K-1-2在PDA瓊脂培養(yǎng)基上的菌落呈圓形,有同心輪紋(圖1b),初期菌絲白色,6~7 d后呈灰白色,菌絲顏色逐漸加深,從平皿背面觀察到培養(yǎng)基的顏色逐漸加深至黑色。顯微鏡下觀察,分生孢子梗單生或5~10個(gè)簇生,淡褐色有隔膜2~3個(gè),不分枝或不規(guī)則稀疏分枝,大小為30~100 μm×4~9 μm,其上著生分生孢子。分生孢子褐色,常單生,直或略彎,倒棍棒狀,或孢子本體橢圓形,至喙部(嘴胞)漸細(xì),分生孢子具縱橫隔膜5~15個(gè),縱隔膜1~6個(gè)(圖1c),大小為6~130 μm×15~20 μm,最長的可達(dá)300 μm,喙部直或彎曲,具隔膜0~7個(gè),大小45~432 μm×2~4 μm。根據(jù)病原菌上述形態(tài)特征,參照文獻(xiàn)[8,9],發(fā)現(xiàn)符合半知菌亞門鏈格孢屬蔥鏈格孢[Alternaria porri(ELL.)Ciferri]的菌落和孢子特征,初步鑒定病原菌為蔥鏈格孢。
2.2.4 病原菌核糖體DNA-ITS序列分析 采用通用引物ITS1/ITS4對苦玄參褐斑病病原菌菌株的rDNA-ITS序列進(jìn)行PCR擴(kuò)增。擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測,得到1個(gè)大小約為500 bp的片段;經(jīng)序列測定確定該片段全長451 bp(圖2),1~51 bp為部分18 S rDNA,52~201 bp為ITS1,202~351 bp為5.8 S rDNA,352~401 bp為ITS4,402~451 bp為部分5.8 S rDNA。將上述測序結(jié)果在GenBank進(jìn)行同源性分析,得知該病原菌株與Alternaria porri(ELL.)Ciferri的同源性達(dá)99%。結(jié)合形態(tài)鑒定,確定該病原菌為Alternaria porri(ELL.)Ciferri。
2.3 光照強(qiáng)度對病害發(fā)生的影響
對不同光照條件下的苦玄參發(fā)病情況調(diào)查結(jié)果(表2)表明,苦玄參褐斑病隨著光照強(qiáng)度的增加而加重。觀察發(fā)現(xiàn),全光照環(huán)境中種植的苦玄參,葉片病斑多、皺縮,植株較細(xì)小,分蘗不旺盛,生長后期不封行;設(shè)有一層遮陽網(wǎng)栽培的苦玄參,與不遮陽相比,發(fā)病率及病情指數(shù)均明顯降低;在蔭蔽的竹林邊,苦玄參植株生長旺盛,莖稈粗壯,葉片厚且濃綠,生長后期封行。說明強(qiáng)光利于病原菌菌絲生長、孢子產(chǎn)生及萌發(fā),光照過強(qiáng)是誘發(fā)苦玄參褐斑病發(fā)生的重要因素,光照強(qiáng)、溫度高、濕度大極易造成褐斑病流行。
3 小結(jié)與討論
鏈格孢屬(Alternaria)真菌能侵染多種植物引起葉斑病,是植物葉部病害常見病原菌[10,11]。本研究在傳統(tǒng)形態(tài)學(xué)鑒定的基礎(chǔ)上,通過對苦玄參褐斑病病原菌的rDNA-ITS進(jìn)行分析比對,從分子生物學(xué)水平上進(jìn)一步明確了蔥鏈格孢為苦玄參褐斑病的病原真菌??嘈⑹鞘[鏈格孢的新記錄寄主。
苦玄參生長在熱帶、亞熱帶丘陵、山谷的雨林或季節(jié)性雨林下,是一種喜溫暖濕潤耐陰的植物[12]。近年來大面積擴(kuò)植,很多直接種植在水田改的旱地里,日照時(shí)數(shù)及強(qiáng)度均大大增加,田間苦玄參褐斑病發(fā)生嚴(yán)重。本研究結(jié)果表明,光照是該病害的重要致病因子,建議在選擇栽培地的時(shí)候重視遮陰條件,最好選擇在自然蔭蔽環(huán)境下種植(如林下),不僅滿足遮陰條件而且較為陰涼、通透,不利于病害的流行。
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