朱潔倩,魏 蜜,張 偉,劉 月,傅本重,李國元
(1.湖北工程學(xué)院生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院/特色果蔬質(zhì)量安全控制湖北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,湖北孝感432000;2.湖北大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,湖北武漢430062)
白睡蓮(Nymphaea alba)為多年生水生草本,是一類具有很高觀賞價(jià)值的園林花卉。原產(chǎn)埃及尼羅河,國內(nèi)各省區(qū)均有栽培[1]。它不僅是水景園中必備的浮葉性水生花卉,也是優(yōu)良的新型切花,且根狀莖既可食用或釀酒又可入藥,能治小兒慢驚風(fēng),全草也可以作綠肥[2]。
白睡蓮病害主要包括睡蓮腐爛病、黑根病、褐紋病、葉腐病、斑腐病和炭疽病等[3-4]。2015年8—10月,筆者在湖北省孝感市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)園發(fā)現(xiàn)白睡蓮黑斑病發(fā)病率達(dá)80%,從黑斑病病葉上分離獲得1株真菌SL-1512,對其完成致病性測定,依據(jù)病原菌形態(tài)特征結(jié)合rDNA-ITS序列分析,將其鑒定為草莖點(diǎn)霉菌(Phoma herbarum);為明確該病原菌的生物學(xué)特性和最佳的室內(nèi)抑菌藥劑,對不同條件下病原菌菌絲的生長情況展開分析和室內(nèi)藥劑平板篩選,以確定該菌株的生物學(xué)特性,為進(jìn)一步的田間防效試驗(yàn)提供參考。
患黑斑病的白睡蓮葉片采自湖北省孝感市農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗(yàn)基地。
本試驗(yàn)選取以下6種培養(yǎng)基作為供試培養(yǎng)基:馬鈴薯蔗糖培養(yǎng)基(PSA)、馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)基(PDA)、查氏培養(yǎng)基(CA)、清水洋菜培養(yǎng)基(WA)、燕麥培養(yǎng)基(OA)和玉米粉培養(yǎng)基(CMM),其配制方法參照《植病研究方法》[5]。
篩選和分離白睡蓮黑斑病病菌采用PSA培養(yǎng)基,藥劑篩選試驗(yàn)用的3種生產(chǎn)上常用農(nóng)藥詳細(xì)情況見表1[6-7]。
蛋白胨、酵母粉、NaCl、瓊脂等購自生工生物工程(上海)股份有限公司。
表1 供試藥劑及試驗(yàn)濃度
參照傅本重等報(bào)道的生物學(xué)特性研究方法[8],共選取以下8個(gè)指標(biāo)對該致病菌進(jìn)行生物學(xué)特性分析,包括最佳培養(yǎng)基、碳源、氮源、溫度、pH值、致死溫度、最佳光照和通氣條件,每個(gè)處理5皿,試驗(yàn)重復(fù)2次。
各指標(biāo)研究中,接種方法均是沿PSA培養(yǎng)基上培養(yǎng)7 d的病原菌菌落邊緣打取菌齡一致的菌餅(直徑6 mm)置于培養(yǎng)基平面中間,置于28℃霉菌培養(yǎng)箱培養(yǎng)7 d后用十字交叉法測量菌落直徑。
按照試驗(yàn)設(shè)計(jì),加入一定量的藥劑至凝固前的PSA培養(yǎng)基中混合均勻倒入培養(yǎng)皿中,配成相應(yīng)濃度的含殺菌劑的平板,以不加殺菌劑的PSA為對照,每個(gè)濃度重復(fù)5皿,試驗(yàn)重復(fù)3次。接種觀察和分析方法同“1.2”節(jié)。根據(jù)測得的菌落直徑,利用數(shù)據(jù)分析軟件,計(jì)算出各濃度下的相對抑菌率[9],取濃度對數(shù)值為x,相對抑菌率幾率值為y[10],作出毒力回歸方程[11],并計(jì)算4種供試藥劑對病原菌的有效中濃度(EC50)。
菌落凈直徑=菌落直徑-菌餅直徑(6 mm);
采用數(shù)據(jù)處理軟件Excel 2010、SPSS 22和Origin 8對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,得出毒力回歸方程、決定系數(shù),然后根據(jù)毒力回歸方程計(jì)算有效中濃度(EC50),作圖、進(jìn)行顯著性差異分析(α=0.05)。
草莖點(diǎn)霉菌在不同培養(yǎng)基上菌落的生長情況如表2所示。結(jié)果表明,該草莖點(diǎn)霉菌在供試的6種培養(yǎng)基上均能生長,但生長速率及菌絲密集程度存在明顯差異。無論是從生長速率,還是菌絲密集程度來看,PDA和PSA均有利于該草莖點(diǎn)霉菌的生長,生長速率分別達(dá)9.61、9.53 mm/d;其次有利于病原菌生長的是OA,生長速率為7.60 mm/d;而在WA上生長速率最為緩慢,其直徑雖然達(dá)到30.1 mm,但是菌絲很稀疏,僅有很薄的1層。
表2 草莖點(diǎn)霉菌絲在不同培養(yǎng)基上的生長情況
草莖點(diǎn)霉菌在不同碳源培養(yǎng)基上菌落生長情況如表3所示,試驗(yàn)結(jié)果表明,多種不同的碳源都能被草莖點(diǎn)霉菌利用,但不同碳源對草莖點(diǎn)霉病原菌的生長影響較大。當(dāng)葡萄糖作為碳源時(shí)草莖點(diǎn)霉菌生長速率最快,這可能與速效碳源更容易利用有關(guān);其次是淀粉、蔗糖和果糖,而在無碳源條件下生長最緩慢且菌絲最稀疏,僅有很薄的1層。
表3 草莖點(diǎn)霉菌絲在不同碳源培養(yǎng)基上的生長狀況
草莖點(diǎn)霉菌在不同氮源培養(yǎng)基上菌落生長情況如表4所示,草莖點(diǎn)霉菌絲在以蛋白胨為氮源的培養(yǎng)基上菌落最大且生長速率最快,在以硝酸鈉和尿素為氮源的條件下次之,在硝酸銨和無氮源條件下較差,說明這幾種氮源里蛋白胨為最優(yōu)氮源。這一結(jié)果與西藏青稞病害病原菌的最優(yōu)氮源[12]類似,但與吉祥草葉斑病病菌細(xì)極鏈格孢的最優(yōu)氮源結(jié)果[13]不一致,這說明不同真菌的最佳氮源存在較大差異。
表4 草莖點(diǎn)霉菌絲在不同氮源培養(yǎng)基上的生長狀況
溫度對草莖點(diǎn)霉菌生長的影響如圖1所示。結(jié)果表明,28℃為草莖點(diǎn)霉菌的最適生長溫度,此時(shí)菌落直徑最大,生長狀況最佳,且該病原菌在試驗(yàn)溫度5~28℃范圍內(nèi)均可生長。在5℃條件下,生長速率非常緩慢,而在37、42℃條件下均不能生長。該結(jié)果與張麗等的研究結(jié)果[14]一致,高溫不利于草莖點(diǎn)霉菌生長。
在pH值為4~10條件下,草莖點(diǎn)霉菌的外觀形態(tài)各指標(biāo)均無明顯區(qū)別,無論是菌絲生長速率,還是菌落的顏色、稀疏程度,均沒有明顯差異,表明草莖點(diǎn)霉耐受pH值范圍廣。由圖2可知,pH值6.0為最適pH值,此時(shí)菌落直徑最大,生長速率達(dá)到9.96 mm/d,其次是pH值為5.0和 pH值為7.0的條件,而在pH值為10.0下生長稍慢,生長速率為8.41 mm/d。
結(jié)果表明,草莖點(diǎn)霉在經(jīng)40、45、50℃水浴處理后,菌絲仍然能生長,但是生長緩慢,而在55℃水浴處理后,菌絲不能生長。由此可見,草莖點(diǎn)霉菌致死溫度為55℃,該草莖點(diǎn)霉不能耐高溫。
試驗(yàn)結(jié)果表明,光暗變化對草莖點(diǎn)霉菌生長的影響不顯著。在光照為0、8、12、16、24 h條件下草莖點(diǎn)霉菌菌絲生長均良好,其中生長速率最大的是在8 h—16 h(光—暗)條件下,達(dá)10.74 mm/d。通氣與不通氣條件下菌絲生長速率差異不顯著,分別為 9.11、8.87 mm/d。
以不加殺菌劑的PSA為對照,選用3種常見殺菌劑對草莖點(diǎn)霉菌進(jìn)行室內(nèi)抑菌率測定,試驗(yàn)結(jié)果(表5)表明,3種殺菌劑對草莖點(diǎn)霉菌的生長都產(chǎn)生了一定影響。其中80%代森錳鋅效果最好,加了該殺菌劑的平板其菌絲直徑明顯小于對照平板。在推薦濃度(藥劑包裝上推薦的最低使用濃度)1 000 mg/L下及培養(yǎng)基內(nèi)含藥濃度為1 000 mg/L時(shí),菌絲基本無法生長,其相對抑菌率達(dá)97.1%,在此基礎(chǔ)上再稀釋5倍即降低濃度至200 mg/L后,抑菌率仍然高達(dá)92.5%,EC50為1.2mg/L。其次是47%春雷·王銅,在培養(yǎng)基內(nèi)含47%春雷·王銅1 000 mg/L時(shí),相對抑菌率達(dá)到61.5%,但是當(dāng)濃度降至200 mg/L后,其抑菌率大幅度降低,僅為2.6%,EC50為811.4 mg/L。3種供試藥物中80%烯酰嗎啉對病原菌抑菌效果最差,同樣在推薦濃度250 mg/L下,相對抑菌率僅為31.5%,在此基礎(chǔ)上再稀釋5倍后,抑菌率降至 22.4%,其EC50達(dá) 1 418.6 mg/L。
表5 不同殺菌劑對病原菌的毒力
本試驗(yàn)對白睡蓮黑斑病病原菌的生物學(xué)特性進(jìn)行了研究,其最適生長培養(yǎng)基為PDA和PSA,碳源和氮源分別以葡萄糖和蛋白胨最有利于病原菌生長,28℃為草莖點(diǎn)霉菌的最適生長溫度,在低于5℃和高于37℃條件下都不利于菌絲生長,與牛曉慶等的研究結(jié)果[15]基本一致。該草莖點(diǎn)霉菌對pH值不敏感,在4~10范圍內(nèi)均能生長,菌絲生長最適pH值為6。
研究表明,草莖點(diǎn)霉能引起鴨跖草葉斑?。?6]、甘草斑點(diǎn)病[17],還能引起青棗的腐敗變質(zhì)[18],是一種分布廣泛的植物病原真菌,并且具有降解植物的特性,同時(shí)也能利用其自身植物毒素,開發(fā)生物源除草劑發(fā)揮除草作用。為了降低化學(xué)除草劑對環(huán)境的污染問題,可以將草莖點(diǎn)霉菌與低劑量的化學(xué)除草劑復(fù)配使用,這樣化學(xué)除草劑也能彌補(bǔ)除草真菌的不足,使之更高效[19]。
室內(nèi)防治藥劑篩選試驗(yàn)結(jié)果表明,在推薦使用質(zhì)量濃度下,80%代森錳鋅對病原菌菌絲生長的抑制效果最好,相對抑菌率達(dá)97.1%,以80%烯酰嗎啉對病原菌的抑制效果最差,相對抑菌率僅為31.5%。陳旭玉等對廣藿香棒孢霉葉斑病病原菌藥劑篩選結(jié)果同樣表明80%代森錳鋅抑菌效果最好[20],但是在傅本重等對吉祥草葉斑病菌室內(nèi)防治藥劑篩選試驗(yàn)中表明80%代森錳鋅抑菌效果較差[13]。這些研究表明,同一藥劑對不同病原菌的抑制效果差異較大,在室內(nèi)或?qū)嶋H應(yīng)用中應(yīng)針對不同的病原菌種類,施用不同濃度的不同藥劑。室內(nèi)藥劑篩選結(jié)果是依據(jù)離體條件下殺菌劑對睡蓮黑斑病病原菌的抑菌效果分析得到的,其田間應(yīng)用效果還不確定,因此,研究結(jié)果具有一定的局限性,可借鑒本研究結(jié)論進(jìn)一步進(jìn)行田間防效試驗(yàn)及評價(jià)。
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