席剛俊 趙 楠 趙菊潤(rùn) 趙桂華
(1. 江蘇農(nóng)林職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江蘇 鎮(zhèn)江 212400;2. 云南省龍陵石斛研究所,云南 保山 678300)
我國(guó)報(bào)道的鐵皮石斛 (Dendrobiumofficinale) 病害種類很多[1-2],但明確病原菌種類的研究甚少,且多數(shù)研究只簡(jiǎn)單描述病害癥狀。在病原菌種類未知的情況下,無法提出有效防治病害的方法,甚至?xí)`診,錯(cuò)過病害的最佳防治時(shí)間。隨著我國(guó)鐵皮石斛栽培面積的不斷擴(kuò)大和研究水平的提高[3-9],新的鐵皮石斛病害也不斷被發(fā)現(xiàn)[10-13]。
銹菌屬于專性寄生菌,由它引起的植物病害統(tǒng)稱為銹病。鐵皮石斛銹病由花椒鞘銹菌 (Coleosporiumzanthoxyli) 引起,未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)主寄主。全世界已報(bào)道了鞘銹菌屬 (Coleosporium) 真菌239個(gè)種、變種和專化型。其中,我國(guó)約報(bào)道60種[14-15],轉(zhuǎn)主寄主涉及16個(gè)科植物,其中,菊科植物上有18種,其余42種分別寄生于15個(gè)科46屬植物上。目前,國(guó)內(nèi)僅分布在云南西部、西南部及龍陵地區(qū)。除少數(shù)幾種為短循環(huán)型生活史外,大多數(shù)為轉(zhuǎn)主寄生長(zhǎng)循環(huán)型,能產(chǎn)生5種類型的孢子。由于鞘銹菌對(duì)冬孢子階段的寄主植物選擇并不十分嚴(yán)格,相近種的寄主有重疊現(xiàn)象[16-17]。
近年來,雖已有鐵皮石斛新病害和新病原菌的研究,但在石斛只發(fā)現(xiàn)2種銹病,它們的病原不同,由紫皮石斛銹病雞矢藤鞘銹菌 (Coleosporiumpaederiae) 引起,而鐵皮石斛銹病由花椒鞘銹菌 (Coleosporiumzanthoxyl) 引起,二者完全不同。本研究主要對(duì)鐵皮石斛銹病的危害癥狀、病原菌鑒定和發(fā)病規(guī)律進(jìn)行研究,并提出防治建議。
研究地位于云南省龍陵縣龍山鎮(zhèn)橫山村 “中國(guó)龍陵石斛種質(zhì)資源保護(hù)研究中心”,地處東經(jīng)98°25′~99°11′,北緯24°07′~24°50′,海拔648~3 600 m。目前該研究中心共收集鑒定石斛種質(zhì)223種,其中收集國(guó)產(chǎn)石斛70種 (含野生石斛40余種),國(guó)外石斛13種;蘭科石斛屬以外種質(zhì)45屬140種,蘭科以外的其他藥用植物種質(zhì)30種,待鑒定種質(zhì)80余份。
于2014年8月20—29日,在云南省保山市龍陵縣對(duì)鐵皮石斛病害進(jìn)行調(diào)查,選取具有銹病夏孢子堆和冬孢子堆的葉片,在3個(gè)地點(diǎn)各采集1份,裝入保鮮袋中,并進(jìn)行編號(hào),帶回實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行鏡檢和形態(tài)學(xué)觀察。
將夏孢子堆和冬孢子堆做成徒手切片,根據(jù)文獻(xiàn) [14-16] 進(jìn)行鑒定銹菌種類。在Zeiss Imager.1型德國(guó)蔡斯光學(xué)顯微鏡下觀察夏孢子和冬孢子的形態(tài)、大小、形狀和顏色,并拍照、測(cè)量其大小。
于2014年1—12月,在云南省龍陵縣石斛研究所石斛種質(zhì)資源中心對(duì)鐵皮石斛銹病進(jìn)行定點(diǎn)觀察,記錄發(fā)病時(shí)間,以及不同時(shí)間對(duì)鐵皮石斛危害程度。
從調(diào)查和定點(diǎn)觀察可知,鐵皮銹病僅危害葉片。由圖1可知,銹病發(fā)生初期,葉片正面出現(xiàn)退色、圓形的黃斑,后逐漸擴(kuò)大,7 d左右在葉片背面出現(xiàn)黃色或橘黃色的夏孢子堆,散生,大的夏孢子堆常形成同心環(huán)狀,圓形,破皮外露,粉狀,直徑2.4~5.2 mm。另,有昆蟲取食夏孢子堆的痕跡。
圖1鐵皮石斛銹病夏孢子階段
Fig.1 Ureterosporium stage ofD.officinalerust
9月下旬冬孢子開始形成,可同時(shí)在一株鐵皮石斛葉片上觀察到夏孢子階段和冬孢子階段。冬孢子堆生于夏孢子堆的位置,通常呈圓環(huán)狀,表皮下生,突起,墊狀,紅褐色;成熟的冬孢子堆為橙紅色、蠟質(zhì)狀,散生或排成環(huán)狀 (如圖2)。
圖2鐵皮石斛銹病冬孢子的初期階段
Fig.2 Early stage of teliospore ofD.officinalerust
該病原菌除了危害鐵皮石斛外,也危害球花石斛 (Dendroniumthyrsiflorum) (圖3)、大苞鞘石斛 (Dendroniumwardianum) (圖4) 和花椒 (Zanthoxylumbungeanum)。危害嚴(yán)重時(shí),植株會(huì)提前落葉,生長(zhǎng)減慢,直接影響當(dāng)年產(chǎn)量。
圖3球花石斛的夏孢子階段
Fig.3 Ureterosporium stage ofD.thyrsiflorumrust
圖4大苞鞘石斛的夏孢子階段
Fig.4 Ureterosporium stage ofD.wardianumrust
病原為花椒鞘銹菌ColeosporiumzanthoxyliDietel & P. Syd. [as ′xanthoxyli′], in Dietel, Hedwigia 37: 217 (1898), 性孢子和銹孢子階段未知。
夏孢子堆無包被,生在寄主組織中,成熟時(shí)突破表皮外漏,粉末狀;夏孢子串生,多為寬橢圓或近圓形 (圖5),黃褐色;未成熟的夏孢子無色 (如圖5b);表面有粗瘤或環(huán)紋,在赤道線上有2~4個(gè)發(fā)芽孔,其大小為23.4~35 μm × 19.4~24.2 μm,平均大小為29.9 μm × 22.2 μm。
圖5夏孢子形態(tài)
Fig.5 Mophology of urediospores
冬孢子堆蠟質(zhì)狀,紅褐色;冬孢子無柄,單細(xì)胞,壁無色,倒棍棒形,棒狀或柱狀,紅褐色 (如圖6),頂部具有無色透明膠質(zhì)鞘,厚度為15.4 μm,底部有足細(xì)胞,其大小為129.9~169.9 μm × 15~24.3 μm,平均大小為146.4 μm × 18.3 μm,壁厚18~22 μm。冬孢子不經(jīng)休眠會(huì)直接萌發(fā)成內(nèi)生擔(dān)子,內(nèi)擔(dān)子常具2~3橫隔或具一斜隔,自擔(dān)子上會(huì)生出小梗,頂部著生黃褐色,圓形至長(zhǎng)橢圓形的擔(dān)孢子。
圖6未成熟的棍棒狀冬孢子形態(tài)
Fig.6 Mophology of immature clavated teliospores
觀察證明,鐵皮石斛銹病的發(fā)生期為5—11月底。在癥狀出現(xiàn)以后,隨著溫度升高,降雨量增加,病害逐漸擴(kuò)展蔓延,其中7—9月發(fā)病嚴(yán)重時(shí),會(huì)導(dǎo)致植株提前落葉。病原菌主要在病葉內(nèi)以菌絲和冬孢子形式越冬。在9月份,冬孢子形成后直接產(chǎn)生擔(dān)子和擔(dān)孢子,侵染周圍健康的鐵皮石斛,有再次侵染。擔(dān)孢子隨氣流傳播,萌發(fā)后可從葉背氣孔侵入和直接侵入,潛伏期2~3周。在25~28 ℃,相對(duì)濕度大于80%以上是銹病發(fā)生較快的時(shí)期。
本研究證明,鐵皮石斛銹病是由花椒鞘銹菌引起的一種新病害,是我國(guó)首次報(bào)道。目前僅分布在云南地區(qū),未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)主寄主。該病害7—9月發(fā)生最嚴(yán)重,造成植株提前落葉,直接影響生長(zhǎng)和產(chǎn)量;在25~28 ℃,相對(duì)濕度80%以上是導(dǎo)致銹病發(fā)生的主要原因。同時(shí),龍陵縣復(fù)雜的地理環(huán)境給該銹病的發(fā)生、蔓延創(chuàng)造了有利條件。
花椒鞘銹菌在我國(guó)的寄主范圍較廣,其中包括鐵皮石斛外、球花石斛、大苞鞘石斛3種;花椒、剌花椒 (Zanthoxylumacanthopodium)、樗葉花椒 (Zanthoxylumailanthoides)、翅花椒 (Zanthoxylumalatum)、光葉花椒 (Zanthoxylumnitidum)、秦椒 (Zanthoxylumpiperatum.)、竹葉椒 (Zanthoxylumplanispinum)、野花椒 (Zanthoxylumsimulans)、狹葉花椒 (Zanthoxylumstenophyllum) 9種[14]。
花椒鞘銹菌是專性寄生菌,只能生活在活的寄主細(xì)胞或組織內(nèi),不引起組織的立刻死亡。但在夏孢子堆上常有一些重寄生菌,造成夏孢子堆顏色有橘黃色變?yōu)榛野咨梁稚?,這種現(xiàn)象在所有銹病中普遍存在,但是最常見、分布最廣的是枝孢 (Cladosporiumsp.)、鏈格孢 (Alternariaspp.) 和鐮刀菌 (Fusariumsp.)[18],它們都是潛在的生物防治真菌。目前還未知該銹菌的轉(zhuǎn)主寄主,故無法從源頭上控制傳播來源,防止帶病種苗的調(diào)運(yùn)是控制該病害的有效方法。冬季清除病葉,帶出栽培基地?zé)龤Щ蛏盥褚彩且环N減少病害發(fā)生的措施。在病害發(fā)生初期,可用50%粉銹寧可濕性粉劑800倍液噴灑葉片,5~7 d 噴1次,連噴 3 次,可在一定程度上控制病害的蔓延。
[參 考 文 獻(xiàn)]
[1] 席剛俊, 徐超, 史俊, 等. 石斛植物病害研究現(xiàn)狀[J]. 山東林業(yè)科技, 2011, 41(5): 96-98.
[2] 席剛俊, 楊鶴同, 趙楠, 等. 中國(guó)鐵皮石斛白絹病的研究[J]. 西部林業(yè)科學(xué), 2017, 46(3): 89-95.
[3] 鄭希龍, 蔡時(shí)可, 邱道壽, 等. 鐵皮石斛種質(zhì)資源研究進(jìn)展[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué), 2011, 38(S1): 111-114.
[4] 張明, 劉宏源. 藥用石斛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J]. 中國(guó)現(xiàn)代中藥, 2010, 12(10): 8-11.
[5] 馮尚國(guó), 胡旭, 趙紅燕, 等. DNA分子標(biāo)記在鐵皮石斛研究中的應(yīng)用[J]. 中草藥, 2010, 41(3): 499-502.
[6] 張開會(huì), 高素萍, 劉柿良, 等. 低溫和外源NO對(duì)鐵皮石斛原球莖多糖合成的影響[J]. 西北植物學(xué)報(bào), 2015, 35(8): 1626-1633.
[7] 姜武, 吳志剛, 陳松林, 等.鎘脅迫對(duì)鐵皮石斛葉片抗氧化酶活性的影響及動(dòng)力學(xué)分析[J]. 浙江農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2017, 29(9): 1421-1429.
[8] 劉依麗, 馮尚國(guó), 何仁鋒, 等. 基于ITS2條形碼對(duì)鐵皮石斛及其混偽品分子鑒定的初步研究[J]. 杭州師范大學(xué)學(xué)報(bào) (自然科學(xué)版), 2014, 13(1): 35-41.
[9] 斯金平, 王琦, 劉仲健, 等. 鐵皮石斛產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)的突破[J]. 中國(guó)中藥雜志, 2017, 42(12): 2223-2227.
[10] 趙桂華, 趙楠. 鐵皮石斛葉斑病新病原: 黑線炭疽菌的分離鑒定及致病性測(cè)定[J]. 西部林業(yè)科學(xué), 2016, 45(3): 20-25.
[11] 趙桂華, 劉國(guó)華, 趙楠. 中國(guó)鐵皮石斛莖腐病的病原鑒定[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2016, 32(4): 780-785.
[12] 趙桂華, 席剛俊, 趙楠, 等. 雞矢藤鞘銹菌引起的紫皮石斛銹病首次報(bào)道[J]. 西部林業(yè)科學(xué), 2016, 45(5): 128-131.
[13] 劉國(guó)華, 趙楠, 趙桂華. 鐵皮石斛枯梢病的病原菌及發(fā)病規(guī)律研究[J]. 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2017, 37(1): 138-143.
[14] 戴芳瀾. 中國(guó)真菌志[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 1979.
[15] 徐梅卿, 何平勛. 中國(guó)木本植物病原總匯[M]. 哈爾濱: 東北林業(yè)大學(xué)出版社, 2008.
[16] 嚴(yán)進(jìn), 吳品珊, 施宗偉, 等. 中國(guó)鞘銹菌屬一新記錄種[J]. 菌物學(xué)報(bào), 2006, 25(2): 327-328.
[17] 游崇娟. 中國(guó)鞘銹菌的分類學(xué)和分子系統(tǒng)發(fā)育硏究[D]. 北京林業(yè)大學(xué), 2012.
[18] 趙桂華, 管斌, 劉國(guó)華. 林木銹病生物防治的研究進(jìn)展[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2010, 38(4): 115-116, 192.