苗 圃,王海濤,李淑君,康業(yè)斌*
(1.河南科技大學(xué)林學(xué)院,河南 洛陽 471003;2.河南省煙草公司煙草研究所,河南 許昌 461000)
全國16個主產(chǎn)煙?。▍^(qū))煙草侵染性病害62種,其中真菌性病害30種;河南省侵染性病害29種,其中真菌性病害14種[1]。此后又報到了煙草鐮刀菌根腐?。‵usarium solani)[2]、煙草叢頂?。═BTV、TVDV)[3]、煙草靶斑病(Thanatephorus cucumeris)[4]、煙草黑腳病(Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum strains)[5]等新病害。隨著煙草農(nóng)業(yè)不斷向規(guī)?;图s化方向發(fā)展,煙草種植不可避免的采用多年連作,導(dǎo)致土傳病害危害程度增加,老病害逐步加重,新病害相繼出現(xiàn)。筆者在此報道河南洛陽煙田發(fā)現(xiàn)的兩種煙草病害的病原菌鑒定結(jié)果。
2011年7月,河南省嵩縣煙草公司送檢的煙草病株,在莖的近土面處產(chǎn)生褐色水漬狀病斑,主根與支根出現(xiàn)褐色病斑,嚴重者呈水漬狀腐爛(圖1a),對病部進行常規(guī)組織分離,獲得Ⅰ號菌株。
2012年8月,在河南省洛寧縣煙田采集的煙草病株,病莖上出現(xiàn)不規(guī)則形灰白色病斑,邊緣清晰,其上密布不規(guī)則排列的小黑點(圖 2a),對病部進行常規(guī)組織分離,獲得Ⅱ號菌株。
圖1 莖黑腐病及其病原菌形態(tài)Fig.1 Tobacco Black Stem Rot and the pathogen
圖2 殼二孢莖枯病及其病原菌形態(tài)Fig.2 Ascochyta Stem Wilt disease and the pathogen
兩個菌株分別在燕麥培養(yǎng)基和PDA培養(yǎng)基上培養(yǎng)3~5 d后,用直徑5 mm的打孔器打取菌餅,轉(zhuǎn)接于燕麥及PDA平板中央,25 ℃光/暗(12 h/12 h)培養(yǎng),7 d后觀察菌落特征,在顯微鏡下觀察并測量子實體大小。
刮取培養(yǎng)5~7 d的菌絲體50 mg,采用CTAB法[6-7]提取兩個病菌的基因組 DNA。利用通用引物ITS1和ITS4對所提取的DNA進行PCR擴增,反應(yīng)在25 μL反應(yīng)體系中進行。PCR反應(yīng)程序為:94℃預(yù)變性5 min;進入循環(huán),94 ℃變性45 s,55 ℃退火45 s,72 ℃延伸105 s,30個循環(huán);最后72 ℃補平10 min,4 ℃保存。取5 μL擴增產(chǎn)物,用1%瓊脂糖凝膠于1×TAE電泳緩沖液中電泳,用DNA Marker做對照,以凝膠成像系統(tǒng)檢測PCR擴增產(chǎn)物大小,觀察到合適的條帶后,將所對應(yīng)的原始擴增產(chǎn)物(未純化)40 μL寄往上海生工測序。
Ⅰ號菌株采用菌絲塊接種,選取健康的中煙100煙株,用滅菌的大頭針刺傷莖基部表皮,將菌絲塊貼于傷口,并用蘸取無菌水的脫脂棉包裹,25℃保濕培養(yǎng)。以瓊脂塊接種做對照。
Ⅱ號菌株采用孢子懸浮液針刺接種,制備孢子懸浮液并調(diào)整濃度為 1×106個/mL,選取健康的中煙100莖桿,用滅菌的大頭針刺傷莖部表皮,用脫脂棉蘸取孢子懸浮液并包裹在傷口處,25℃保濕培養(yǎng)。以無菌水接種做對照。
Ⅰ號菌株在燕麥培養(yǎng)基上菌落圓形,白色,長勢較快,呈放射型,并逐漸變?yōu)榛ò晷?,邊緣整齊,氣生菌絲稀?。▓D 1c)。部分老熟菌絲有分隔,菌絲直徑 1.8~3.9 μm,平均 2.7 μm(圖 1d);孢子囊多球形,少數(shù)梨形,頂生或間生,直徑7.7~19.4 μm,平均14.0 μm(圖1e、圖1f);雄器鐘狀或不規(guī)則,頂生,多同絲生;藏卵器球形,平滑,頂生,有時間生或切生,直徑 14~27 μm(平均 21.5 μm),每個藏卵器有一個雄器;卵孢子球形,不滿器(圖1g、圖1h、圖1i),根據(jù)以上形態(tài)學(xué)特征,將其鑒定為腐霉屬(Pythium sp.)。
Ⅱ號菌株在 PDA培養(yǎng)基上菌落初期白色,絨毛狀,邊緣整齊,菌落中部逐漸變?yōu)榍嗪谏?,邊緣白色(圖 2d)。分生孢子器極少,分生孢子卵圓形至梭形,無色,雙胞或單胞,雙胞大小 13.2~18.1 μm×2.6~7.7 μm,平均 14.2 μm×5.1 μm(圖 2e),單胞大小 3.1~9.8 μm×2.3~ 4.6 μm,平均 6.6 μm×2.9 μm(圖2f)。培養(yǎng)12~15 d產(chǎn)生子囊殼、子囊及子囊孢子,子囊殼極少(圖2-g),子囊棍棒狀,基部收縮呈短柄,大小 51.6~98.0 μm×7.7~11.6 μm,平均61.0 μm×9.1 μm(圖2h),子囊內(nèi)含8個子囊孢子,紡錘形,雙胞,上大下小,隔膜處有縊縮,大小 15.5~18.1 μm×5.2~8.3 μm,平均 16.4 μm×6.8 μm(圖 2I),根據(jù)以上形態(tài)學(xué)特征,將其無性時期鑒定為殼二孢屬(Ascochyta sp.),有性時期鑒定為Didymella sp.。
對Ⅰ號菌株進行rDNA-ITS序列測定,獲得有效序列長度609 bp,在GenBank上進行BLAST比對,并使用Clustal_X(1.83)軟件對自測序列以及從GenBank下載的相關(guān)序列進行較準(alignment)后,以距離法(Neighbor-joining法)[8]利用MEGA5軟件[9]構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(圖3)。結(jié)果表明,該序列與登錄號為 GU133578.1和 GU133597.1等的Pythium vexans(鐘器腐霉)親緣關(guān)系最近,ITS序列同源性99%。
對Ⅱ號菌株進行rDNA-ITS序列測定,獲得有效序列長度475 bp,在GenBank上進行BLAST比對,同上方法構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(圖4)。結(jié)果表明,該序列與登錄號為AY157876.1和AY157883.1等的Didymella ligulicola 親緣關(guān)系最近,ITS序列同源性100%。
Ⅰ號菌株菌絲塊接種5 d后,莖基部接種點呈深褐色,并逐漸向上下擴展(圖1b)。將發(fā)病部位做組織分離,重新獲得病原菌。
圖3 Ⅰ號菌株與GenBank上的相關(guān)序列系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.3 Phylogenetic tree of the strain I and correlation sequences
圖4 Ⅱ號菌株與GenBank上的相關(guān)序列系統(tǒng)發(fā)育樹Fig.4 Phylogenetic tree of the strain II and correlation sequences
Ⅱ號菌株孢子懸浮液針刺接種7 d后,在針刺周圍可見突出于表皮的斑點,并逐漸突破表皮而外露,形成不規(guī)則排列的小黑點(圖2b、圖2c)。挑取小黑點在PDA上培養(yǎng),重新獲得病原菌。
鐘器腐霉(Pythium vexans)屬鞭毛菌亞門(Mastigomycotina)藻菌綱(Phycomycetes),霜霉目(Peronosporales),霜霉科(Pythiaceae),腐霉屬(Pythium)。目前全世界報道的腐霉有200多種,其中超過 80種為植物重要的病原菌,危害多種作物,引起猝倒、根腐和莖腐等癥狀,如瓜果腐霉(Pythium aphanidermatum)、德巴利腐霉(Pythium debaryanum)和終極腐霉(Pythium ultimum)均能侵染煙草引起猝倒病[10]。鐘器腐霉在馬來西亞、印尼、印度、日本、巴西、英國、美國等 27個國家或地區(qū)廣泛分布[11-12],在我國云南、海南、廣西、寧夏、北京和陜西等地均有報道[13],能危害馬鈴薯、山藥、蔬菜和茶葉等 50種以上的經(jīng)濟作物,而在河南省危害煙草尚屬首次報道。
菊花疫病菌(Didymella ligulicola, 同物異名:Mycosphaerella ligulicola)屬子囊菌亞門(Ascomycotina),子囊菌綱(Ascomycetes),座囊菌目(Dothideales),座囊菌科(Dothideaceae),球腔菌屬(Mycosphaerella);無性時期為菊花殼二孢(Ascochyta chrysanthemi),屬半知菌亞門(Deuteromycotina),球殼孢目(Sphaeropsidales),球殼孢科(Sphaeropsidaceae),殼二孢屬(Ascochyta)[14]。殼二孢屬在世界上分布廣泛,寄主范圍廣,種類繁多,目前全世界報道的殼二孢種類超過 1400種,多數(shù)為農(nóng)作物等的病原菌[15],其中煙草殼二孢(Ascochyta nicotianae)危害煙草引起破爛葉病,該菌最早發(fā)現(xiàn)于意大利帕爾馬地區(qū),高加索地區(qū)、法國、奧地利、德國、丹麥和美國等都有發(fā)生[16],我國分布也較廣。國外報道菊花殼二孢首要寄主為菊花,人工接種可侵染大麗花、洋薊、萵苣、太陽花等多種園藝植物[17],我國福建、浙江和河北等地也有該菌侵染菊花引起菊花花腐病的報道[18],而菊花殼二孢侵染煙草屬首次報道,作者將該菌為害煙草引起的病害命名為煙草殼二孢莖枯病。
根據(jù)兩個菌株的形態(tài)特征和DNA序列測定比對結(jié)果,并參考國內(nèi)外文獻資料,將Ⅰ號菌株鑒定為鐘器腐霉(Pythium vexans de Bary),該病菌可引起煙草猝倒病。將Ⅱ號菌株有性時期鑒定為為菊花疫病菌[Didymella ligulicola(K.F.Baker, Dimock&L.H.Davis)von Arx],同物異名菊花花腐病菌(Mycosphaerella ligulicola K.F.Baker),無性時期為菊花殼二孢(Ascochyta chrysanthemi F.L.Stev.),該病菌引起煙草的一種新病害——殼二孢莖枯病。
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