韓長志,李瑞強
(西南林業(yè)大學林學院,云南省森林災(zāi)害預(yù)警與控制重點實驗室,云南 昆明650224)
球花石楠Photinia glomerata Rehd.et Wils.作為云南省重要的鄉(xiāng)土樹種,已經(jīng)廣泛用于城市綠化和景觀設(shè)計,但是近年來球花石楠黑斑病在昆明地區(qū)發(fā)病呈逐漸嚴重趨勢,成為影響城市綠化的重要因素之一。作者通過前期對球花石楠黑斑病的病害調(diào)查以及病原菌分離、鑒定,明確該病害是由鏈格孢屬Alternaria Nees真菌引起[1]。本研究從不同培養(yǎng)基、溫度、pH值、光照、通氣條件以及不同碳源、氮源等方面,對球花石楠黑斑病菌的生物學特性進行研究,以期解釋鏈格孢屬真菌寄主范圍較廣、分布較廣的原因,也為進一步研究該病菌致病原因和防治提供重要的理論依據(jù)。
1.1 菌種球花石楠黑斑病菌分離于西南林業(yè)大學校園內(nèi)的球花石楠葉片,將獲得的純培養(yǎng)菌株保存在試管斜面于4℃冰箱中。菌種保藏于西南林業(yè)大學植物病理學教研室,菌種編號QHSN-1。
1.2 病原菌生物學特性研究
選擇常規(guī)培養(yǎng)基PDA培養(yǎng)病菌。即,用打孔器(直徑7 mm)將PDA培養(yǎng)基上培養(yǎng)7 d(28℃恒溫培養(yǎng)箱、黑暗條件)的病原菌菌落打成菌絲塊接種PDA培養(yǎng)基上(不同的培養(yǎng)基、碳源和氮源測試除外),28℃恒溫培養(yǎng)(不同溫度測試除外),觀察和描述病菌的菌落特征,用十字交叉法測量菌落直徑,統(tǒng)計分析病原菌生長差異。
1.2.1 不同培養(yǎng)基對病原菌菌絲生長的影響 共5種培養(yǎng)基,每種處理5個重復(fù),培養(yǎng)5 d。
①馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基(PDA):馬鈴薯200 g、葡萄糖20 g、瓊脂粉20 g、水1000 mL;②馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基(PSA):馬鈴薯200 g、蔗糖20 g、瓊脂粉20 g、水1000 mL;③燕麥培養(yǎng)基(OA):燕麥片30 g、瓊脂粉20 g、水1000 mL;④清水洋菜培養(yǎng)基(WA):瓊脂粉20 g、水1000 mL;⑤玉米粉培養(yǎng)基(CMM):玉米粉40 g、蔗糖10 g、瓊脂粉20 g、水1000 mL。
1.2.2 不同溫度對病原菌菌絲生長的影響 將病原菌分別置于5,11,22,28,37℃的恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每種處理重復(fù)5次,培養(yǎng)5 d。
1.2.3 不同pH值對病原菌菌絲生長的影響 在無菌條件下用1 mol/L的NaOH溶液和1 mol/L的鹽酸溶液調(diào)節(jié)滅菌的PDA培養(yǎng)基pH值,設(shè)pH值為3,4,5,6,7,8,9,10,11等9個梯度,每種處理重復(fù)5次,培養(yǎng)5 d。
1.2.4 不同光照條件對病原菌菌絲生長的影響
不同光照條件采用光照4 d、黑暗4 d和光照黑暗各2 d(光暗交替)3種處理,黑暗條件用有蓋黑色紙筒罩住。每種處理重復(fù)5次,培養(yǎng)4 d。
1.2.5 不同通氣條件對病原菌菌絲生長的影響
采用培養(yǎng)皿Parafilm膠帶封口和不封口2種方法進行。每種處理重復(fù)5次,培養(yǎng)5 d。
1.2.6 不同碳源對病原菌菌絲生長的影響 以查氏培養(yǎng)基為基礎(chǔ),以不加碳源為對照,用含有相當量碳的葡萄糖、果糖、麥芽糖、蔗糖、可溶性淀粉等多種碳源代替查氏培養(yǎng)基中蔗糖,做成不同碳源的固體培養(yǎng)基,每種處理重復(fù)5次,培養(yǎng)5 d。
1.2.7 不同氮源對病原菌菌絲生長的影響 以查氏培養(yǎng)基為基礎(chǔ),以不加氮源為對照,用含有相當?shù)南跛徜@、磷酸二氫銨、牛肉膏、蛋白胨、甘氨酸等多種氮源代替查氏培養(yǎng)基中的硝酸鈉,做成不同氮源的固體培養(yǎng)基,每種處理重復(fù)5次,培養(yǎng)5 d。
1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析用Excel 2007對原始數(shù)據(jù)進行分析、處理和作圖。所有圖形中的正負偏差均表示標準誤(SE),利用Excel中的程序SE=STDEV(range of values)/SQRT(number)進行計算。
2.1 不同培養(yǎng)基對病原菌菌絲生長的影響球花石楠黑斑病菌除在WA培養(yǎng)基上生長不好外,在其他培養(yǎng)基上都生長較好,尤以在PSA、PDA上生長最快,且菌絲最為密集(圖1)。病原菌在不同培養(yǎng)基上所形成的菌落顏色不同,PSA、PDA培養(yǎng)基上的菌落顏色為灰色至黑暗色,而CMM、OA培養(yǎng)基上的菌落則灰色至紅褐色(表1)。
圖1 不同培養(yǎng)基對病原菌菌絲生長速率的影響
表1 不同培養(yǎng)基上的病原菌菌落形態(tài)特征
2.2 不同溫度對病原菌菌絲生長的影響從圖2可以看到,在設(shè)置的11,22,28℃條件下,菌絲均能正常生長,尤以28℃時菌絲生長最快;而在5,37℃條件下,病原菌菌絲不能正常生長,將其轉(zhuǎn)移至28℃條件下繼續(xù)培養(yǎng)后,菌絲又能恢復(fù)生長,說明5℃的低溫和37℃高溫并未將該病原菌殺死,只是抑制了生長。因此,球花石楠黑斑病病菌生長的最適溫度為28℃。后續(xù)研究選擇該溫度對病菌進行恒溫培養(yǎng)。
2.3 不同pH值對病原菌菌絲生長的影響在pH 4~11時病原菌都能生長,尤以pH 6~9時病原菌生長較快,其中,pH 8時菌絲生長速率最快,其次為6,7;病原菌在極酸條件(pH為3,4,5)下不能生長,或受到抑制(圖3)??梢?,病原菌菌絲適宜在中性至偏堿性環(huán)境生長,極酸環(huán)境不利生長。
圖2 不同溫度對病原菌菌絲生長速率的影響
圖3 不同p H對病原菌菌絲生長速率的影響
2.4 不同光照條件對病原菌菌絲生長的影響 4 d全部光照、4 d全部黑暗以及2 d光照/2 d黑暗(光暗交替)3種光照條件下菌落生長速率僅有較小的差異(圖4),培養(yǎng)性狀略有差異,在4 d全部光照條件下病原菌菌絲最密集,菌落顏色最深。
圖4 不同光照條件對病原菌菌絲生長速率的影響
2.5 不同通氣條件對病原菌菌絲生長的影響利用parafilm封口膜封口的條件下,菌絲生長情況好于不封口的(10.8 mm/d>10.5 mm/d),生長速度更快,同時,用parafilm封口可以較好地防止病原菌受到污染,有利于后續(xù)試驗的開展。
2.6 不同碳源對病原菌菌絲生長的影響 病原菌在所供試的8種含有不同碳源的培養(yǎng)基上都能快速生長,生長速率差異較小;在不加碳源為對照的培養(yǎng)基上,菌落形態(tài)較為稀疏,且顏色很淺(圖5)。
圖5 不同碳源對病原菌生長速率的影響
上述結(jié)果表明,病原菌的正常生長與碳源關(guān)系非常密切,其可利用的碳源種類較為豐富,尤以麥芽糖最佳。
2.7 不同氮源對病原菌生長的影響病原菌在以蛋白胨、甘氨酸和硝酸鈉作為氮源的條件下生長速率較快,且菌絲形態(tài)較為密集、菌落較厚,而在不加氮源為對照的培養(yǎng)基上,菌落形態(tài)極為稀疏,且顏色極淺;另外,以磷酸二氫銨、硫酸銨作為氮源時,病原菌生長受到抑制(圖6)。
圖6 不同氮源對病原菌菌絲生長速率的影響
球花石楠的樹冠圓整、葉片光綠,以及在不同季節(jié)所具有的觀賞價值使其廣泛應(yīng)用于城市園林綠化中。目前,對于球花石楠的研究涉及組織離體培養(yǎng)[2]、種子育苗[3]以及脅迫條件下體內(nèi)生理特性[4]等方面,對其病害的報道有黑斑病[1]、銹?。?]等。
本研究以球花石楠黑斑病菌為研究對象,通過不同培養(yǎng)基、溫度、pH、光照、通氣狀況、碳源、氮源等條件對菌絲生長的影響研究表明,該病原菌生長最適條件為PDA,28℃,封閉,pH 8,碳源為麥芽糖,氮源為蛋白胨,其酸堿度的適應(yīng)范圍較廣。同時,為了更好地研究光照條件對病菌菌絲生長的影響,本研究對光照條件的設(shè)置并未使用常規(guī)的8 h光照/16 h黑暗、12 h光照/12 h黑暗以及16 h光照/8 h黑暗,而是將光照、黑暗條件進行極端化處理,設(shè)置4 d全部光照、4 d全部黑暗以及2 d光照/2 d黑暗(光暗交替)3種處理,明確該病菌可以較好地利用不同的光照條件。上述結(jié)果對于解釋該菌侵染寄主范圍較廣、分布較廣的原因,也為進一步開展對病原菌的侵染循環(huán)、發(fā)生規(guī)律以及防治方法等方面的研究奠定重要的理論基礎(chǔ)。
此外,本研究明確球花石楠黑斑病菌的正常生長與氮源關(guān)系非常密切,其可利用的氮源種類較為豐富,尤以蛋白胨最佳。該病原菌不能利用某些氮源,推測其體內(nèi)可能缺少相關(guān)酶類,這為進一步采用這些氮源作為營養(yǎng)劑來防治病原菌提供了理論依據(jù)。
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