王桂清， 曾 路， 馬 迪， 趙 鵬

(聊城大學(xué)農(nóng)學(xué)院，山東聊城 252059)

真菌無(wú)處不在，種類繁多，據(jù)估計(jì)全世界有真菌150萬(wàn)種，已被描述的有10萬(wàn)余種。許多真菌是野生和栽培植物的病原菌，能引起植物病害，約占全部植物病害的70%～80%。幾乎每種作物上都有幾種真菌病害，多的有十幾種，有不少是嚴(yán)重危害植物的，甚至是毀滅性的。要想有效地控制植物真菌病害，必須了解其致病真菌的生物學(xué)特性，從而有的放矢地采取相應(yīng)措施。本文根據(jù)近10年發(fā)表的部分相關(guān)文獻(xiàn)對(duì)植物致病真菌的生物學(xué)特性進(jìn)行分析與總結(jié)，以期為常見(jiàn)真菌病害的防控奠定理論基礎(chǔ)。

1 培養(yǎng)基對(duì)真菌生長(zhǎng)的影響

真菌菌絲的生長(zhǎng)需要一定的營(yíng)養(yǎng)條件，不同種類的培養(yǎng)基含有的成分不同，可以滿足不同真菌生長(zhǎng)所需。培養(yǎng)基是微生物學(xué)研究和微生物發(fā)酵工業(yè)的基礎(chǔ)，目前供真菌生長(zhǎng)的常用培養(yǎng)基包括馬鈴薯葡萄糖瓊脂(potato dextrose agar，簡(jiǎn)稱PDA)培養(yǎng)基、馬鈴薯蔗糖瓊脂(potato sugar agar，簡(jiǎn)稱PSA)培養(yǎng)基以及查氏、燕麥、蛋白胨、胡蘿卜、清水瓊脂、蕎麥煎汁、番茄、豆芽汁瓊脂、麥芽汁瓊脂、完全培養(yǎng)基等。

不同植物致病真菌生長(zhǎng)所需的最適培養(yǎng)基不同。茭白胡麻葉斑病菌(Bipolariszizaniae)、茄子褐紋病菌(Phomopsisvexans)和草莓根腐病菌[尖孢鐮刀菌(Fusariumoxysporium)]等真菌的菌絲在PDA、PSA、查氏、燕麥以及蛋白胨培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)，各菌落生長(zhǎng)的平均直徑大小不一，其中茄子褐紋病菌培養(yǎng)3 d時(shí)的菌落直徑在PDA培養(yǎng)基上最大，為55.8 mm，是查氏培養(yǎng)基的3.4倍左右，在PSA培養(yǎng)基上的菌落直徑為48.2 mm，是查氏培養(yǎng)基的2.9倍。因此，PDA、PSA是茄子褐紋病菌生長(zhǎng)的最佳培養(yǎng)基[1-3]。李瓊等比較了蕎麥白霉病菌(Ramulariaanomala)在不同培養(yǎng)基中菌絲的生長(zhǎng)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該病菌在番茄培養(yǎng)基和蕎麥煎汁培養(yǎng)基上生長(zhǎng)得較好，培養(yǎng)4 d后菌落直徑分別為74.3、74.0 mm，并且菌絲比較茂盛，其次是在PDA培養(yǎng)基上，在清水瓊脂培養(yǎng)基上生長(zhǎng)得最差，4 d后菌落直徑僅為13.3 mm，且菌落稀薄[4]。枸杞根腐病是一種系統(tǒng)感染性病害，病株的根和根莖部腐爛，莖稈維管束變褐色，單隔鐮刀菌(F.dimerum)為其致病菌之一。朱曉峰等研究表明，單隔鐮刀菌在豆芽汁瓊脂培養(yǎng)基、麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基、完全培養(yǎng)基、PDA培養(yǎng)基、PSA培養(yǎng)基上的菌落直徑分別為61.0、46.7、46.2、50.2、45.8 mm，即豆芽汁瓊脂培養(yǎng)基為單隔鐮刀菌生長(zhǎng)的最佳培養(yǎng)基[5]。

2 溫度對(duì)致病真菌菌絲生長(zhǎng)的影響

真菌生長(zhǎng)過(guò)程中所發(fā)生的一系列化學(xué)反應(yīng)絕大多數(shù)是在特定酶的催化下完成的，每種酶都有最適的酶促反應(yīng)溫度，溫度的變化影響著酶促反應(yīng)速率，最終影響細(xì)胞物質(zhì)合成；溫度還可以影響細(xì)胞質(zhì)膜的流動(dòng)性，從而影響真菌對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收與代謝產(chǎn)物的分泌，所以溫度是影響真菌生長(zhǎng)最重要的環(huán)境因子。不同的植物致病真菌在不同的環(huán)境溫度下的菌落生長(zhǎng)直徑見(jiàn)表1。

從表1可以看出，(1)不同植物致病真菌對(duì)溫度的適應(yīng)性不同。絕大多數(shù)真菌在10～35 ℃范圍內(nèi)均可生長(zhǎng)，且隨著溫度的升高菌絲生長(zhǎng)速率整體表現(xiàn)為先增加后降低的趨勢(shì)。(2)同一屬不同種的真菌其最適溫度不同。如表1中列出10種鐮刀菌屬真菌，其最適溫度不同，玉竹根腐病菌、楊樹(shù)枯萎病菌、紫花苜蓿根腐病原菌等生長(zhǎng)的最適溫度為 25 ℃，香莢蘭尖孢鐮刀菌、水稻穗腐病層出鐮刀菌、蓮藕腐敗病菌等的最適生長(zhǎng)溫度為28 ℃，火龍果鐮刀菌果腐病菌、尖孢鐮刀菌亞麻?；汀⒎竟锨巡＄牭毒⑷~木通葉斑病菌等的最適生長(zhǎng)溫度為30 ℃，枸杞根腐病菌的最適生長(zhǎng)溫度為 35 ℃[6-15]。(3)不同屬不同種真菌最適溫度可以相同，也可以不同。引起大果沙棘潰瘍病的病原菌為殼梭孢屬，番茄灰葉斑病的致病菌為匍柄霉屬，雖然2種致病真菌為不同的屬，但是兩者菌絲生長(zhǎng)的最適溫度均為25 ℃；云南紅豆杉莖灰斑病菌為擬莖點(diǎn)霉屬，其最適的生長(zhǎng)溫度是28 ℃，蕎麥白霉病菌為柱隔胞屬，其菌絲在20 ℃條件下長(zhǎng)勢(shì)最好[16-18]。(4)植物致病真菌的最適溫度變幅較小，集中在25～30 ℃的溫度范圍內(nèi)，說(shuō)明一般室溫條件就可以滿足絕大多數(shù)真菌的生長(zhǎng)。

表1 溫度對(duì)部分致病真菌菌落生長(zhǎng)的影響[1-30]

注：沒(méi)有填寫(xiě)的為研究者未研究此溫度。

3 光照對(duì)致病真菌菌絲生長(zhǎng)的影響

光照是真菌生長(zhǎng)過(guò)程中一個(gè)不可忽略的因素，其作用是雙向的，既可刺激真菌發(fā)育，也可抑制真菌發(fā)育，光照的作用機(jī)制是復(fù)雜的，且受其他環(huán)境因子或營(yíng)養(yǎng)因子的影響。不同的光照條件對(duì)12種植物病害致病真菌菌落生長(zhǎng)的影響見(jiàn)圖1。從圖1可以看出，(1)光照可以刺激部分植物致病真菌的發(fā)育，進(jìn)而促進(jìn)菌絲的生長(zhǎng)。茭白胡麻葉斑病菌在PDA培養(yǎng)基上經(jīng)全光照、光暗交替(12 h光照—12 h黑暗)、全黑暗條件下分別培養(yǎng)3 d，菌落平均直徑分別為64.5、60.1、48.1 mm，說(shuō)明光照條件較有利于菌絲的生長(zhǎng)；茄子褐紋病菌、橡膠鏈格孢葉斑病菌等真菌的生長(zhǎng)速率也均隨著光照時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，在全光照條件下生長(zhǎng)得最好，菌落直徑最大[1-3，19]。(2)光照可以抑制部分植物致病真菌發(fā)育。尖孢鐮刀菌亞麻?；驼婢?、蕎麥白霉病菌、楊樹(shù)枯萎病菌等均在持續(xù)黑暗條件下菌絲生長(zhǎng)最快，光照時(shí)間越長(zhǎng)，菌絲生長(zhǎng)越慢[4，7，13]。(3)光暗交替有利于部分植物致病真菌的發(fā)育。番茄灰葉斑病菌、三葉木通葉斑病菌、香莢蘭尖孢鐮刀菌等在不同光照時(shí)間下菌絲生長(zhǎng)率差異明顯，在光暗交替條件下生長(zhǎng)得最快，在圖1中的趨勢(shì)線呈屋脊?fàn)頪8-9，14-15]。(4)光照條件對(duì)部分植物致病真菌的生長(zhǎng)無(wú)明顯影響。云南紅豆杉莖灰斑病菌、綠橙炭疽病菌、薯蕷干腐病菌等植物致病真菌的生長(zhǎng)速率與光照時(shí)間無(wú)明顯相關(guān)關(guān)系，即光照對(duì)其無(wú)明顯影響，在圖1中的趨勢(shì)線幾乎為直線[18，20-22]。

4 pH值對(duì)致病真菌菌絲生長(zhǎng)的影響

pH值通過(guò)影響細(xì)胞質(zhì)膜的透性和膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性來(lái)影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收，從而影響真菌的生長(zhǎng)速率。大部分真菌的可生長(zhǎng)pH值范圍為2～12，pH值低于2和高于12時(shí)，菌絲生長(zhǎng)受到強(qiáng)烈抑制。每種真菌體內(nèi)的酶所需要的pH值不同，發(fā)生酶促反應(yīng)時(shí)的適宜pH值范圍也不同。

4.1 部分真菌菌絲的生長(zhǎng)更適合偏酸性的環(huán)境條件

蕎麥白霉病菌在pH值為3～9范圍內(nèi)均能生長(zhǎng)，在pH值 5～6的環(huán)境中生長(zhǎng)得最好；在pH值3～6范圍內(nèi)，隨著pH值的升高菌落生長(zhǎng)速率逐漸增大，在pH值為3時(shí)，菌落平均直徑≤41.5 mm，在pH值為6時(shí)，菌落平均直徑達(dá)84.0 mm，約是前者的2倍；在pH值6～9范圍內(nèi)，隨著pH值的增大菌落的生長(zhǎng)速率逐漸減慢。該真菌不僅在酸性條件下生長(zhǎng)速率較快，而且在酸性條件下生長(zhǎng)量最大，菌絲生長(zhǎng)茂盛，而在偏堿性條件下菌絲稀疏，生長(zhǎng)受到強(qiáng)烈抑制[4]。薯蕷干腐病菌、高羊茅葉斑病菌等真菌也均在酸性環(huán)境中生長(zhǎng)得較好[22-23]。

4.2 中性條件是部分真菌菌絲生長(zhǎng)的適宜條件

雪蓮果葉腐病菌在pH值為4～9的PDA培養(yǎng)基上均能生長(zhǎng)，當(dāng)pH值為4～7時(shí)，菌株的平均菌落直徑隨pH值的增加而增大；當(dāng)pH值為8～9時(shí)，平均菌落直徑隨pH值升高而減小；在pH值為7的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)得最好，培養(yǎng)7 d時(shí)平均菌落直徑達(dá)71.7 mm。說(shuō)明雪蓮果葉腐病菌的最適生長(zhǎng)pH值為7[24]。草莓根腐病菌、香莢蘭尖孢鐮刀菌等致病真菌也在pH值為7條件下長(zhǎng)勢(shì)最佳，菌落平均生長(zhǎng)直徑最大。

4.3 部分真菌菌絲的生長(zhǎng)更適合偏堿性的環(huán)境條件

番茄灰葉斑病菌、玉竹根腐病菌、八角蓮葉斑病菌[25]、枸杞根腐病菌、橡膠鏈格孢葉斑病菌等真菌均在堿性條件下生長(zhǎng)得較好，菌落生長(zhǎng)速率最快。

5 碳源對(duì)致病真菌菌絲生長(zhǎng)的影響

碳源在真菌的生長(zhǎng)過(guò)程中為其提供碳素，碳源物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的化學(xué)變化后，成為真菌自身的細(xì)胞物質(zhì)(如糖類、脂、蛋白質(zhì)等)和代謝產(chǎn)物，同時(shí)絕大部分碳源物質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的生化反應(yīng)過(guò)程中還能為機(jī)體提供維持生命活動(dòng)所需的能源。真菌利用碳源物質(zhì)具有選擇性，不同種類真菌利用碳源物質(zhì)的能力也有差別?？晒┱婢L(zhǎng)的碳源物質(zhì)包括葡萄糖、麥芽糖、淀粉、蔗糖、乳糖、木糖、果糖、山梨醇、甘油等。蔗糖、可溶性淀粉、麥芽糖和葡萄糖對(duì)部分真菌菌絲生長(zhǎng)的影響如圖2所示。

從圖2可以看出，(1)葡萄糖作為最基礎(chǔ)的糖類物質(zhì)，是活細(xì)胞的能量來(lái)源和新陳代謝中間產(chǎn)物，是生物的主要供能物質(zhì)，成為部分真菌的最適碳源。紫花苜蓿根腐病菌、花生葉腐病菌[26]在上述4種碳源條件下均能生長(zhǎng)，但在以葡萄糖為碳源時(shí)生長(zhǎng)相對(duì)較好，葡萄糖為最適碳源，紫花苜蓿根腐病菌在葡萄糖、麥芽糖、蔗糖、可溶性淀粉4種碳源條件下的菌落直徑分別為66.7、59.8、63.0、65.2 mm。(2)楊樹(shù)黑斑型潰瘍病菌、高羊茅葉斑病菌的最適碳源為蔗糖[23，27]。楊樹(shù)黑斑型潰瘍病菌菌落在4種供試碳源中均能較好地生長(zhǎng)，以蔗糖最好，葡萄糖最差，但無(wú)碳條件下完全不能生長(zhǎng)；在蔗糖和葡萄糖碳源條件下很快產(chǎn)生深墨綠色色素，麥芽糖和可溶性淀粉條件下產(chǎn)生淡綠色色素，但產(chǎn)色素速度稍慢。(3)綠橙炭疽病菌、茄子褐紋病菌對(duì)麥芽糖的利用效果最好。茄子褐紋病菌對(duì)4種碳源均能利用，在以麥芽糖、葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉為碳源時(shí)的菌落直徑分別為37.3、33.0、32.1、28.7 mm。(4)可溶性淀粉是白菜絲核菌葉腐病菌、茭白胡麻葉斑病菌菌落生長(zhǎng)的最適碳源[1，28]。如白菜絲核菌葉腐病菌菌絲在以可溶性淀粉為碳源時(shí)生長(zhǎng)最快，在以葡萄糖為碳源時(shí)生長(zhǎng)最慢；以可溶性淀粉和蔗糖為碳源的培養(yǎng)基上較早產(chǎn)生菌絲團(tuán)，所以菌核形成比其他碳源的培養(yǎng)基早。

還有部分致病真菌的最適碳源為其他糖類，例如芒萁葉斑病菌[29]與橡膠鏈格孢葉斑病菌的最適生長(zhǎng)碳源為乳糖，山梨醇、甘油和D-果糖分別是西藏八角蓮葉斑病菌、云南紅豆杉莖灰斑病菌和火龍果鐮刀菌果腐病菌的最適生長(zhǎng)碳源。

6 氮源對(duì)致病真菌菌絲生長(zhǎng)的影響

氮源為真菌生長(zhǎng)提供氮素，主要用來(lái)合成細(xì)胞中的含氮物質(zhì)。真菌對(duì)氮源的利用也具有選擇性，不同真菌利用氮源的能力不同。目前供真菌生長(zhǎng)的常用氮源包括蛋白胨、牛肉膏、酵母膏、硝酸鉀、氯化銨、硫酸銨、賴氨酸、硝酸鈣、亞硝酸鈉、甘氨酸等。

6.1 有機(jī)氮對(duì)菌絲生長(zhǎng)的影響

有機(jī)氮是植物、土壤和肥料中與碳結(jié)合的含氮物質(zhì)的總稱，主要包括蛋白質(zhì)、氨基酸、酰胺和尿素等。部分真菌生長(zhǎng)利用有機(jī)氮的能力優(yōu)于無(wú)機(jī)氮，且菌絲長(zhǎng)勢(shì)濃密，生長(zhǎng)速率高。如通過(guò)比較橡膠鏈格孢葉斑病菌在含有14種不同氮源的培養(yǎng)基上的長(zhǎng)勢(shì)發(fā)現(xiàn)，其在含酵母浸膏的培養(yǎng)基上長(zhǎng)勢(shì)最好，培養(yǎng) 5 d 后菌落直徑達(dá)到55.7 mm；在含L-天門(mén)冬酰胺、甘氨酸、硝酸鈉、L-丙氨酸、氯化銨、色氨酸的培養(yǎng)基上長(zhǎng)勢(shì)明顯減弱，菌落直徑無(wú)顯著性差異；尿素、酪氨酸、L-精氨酸、胱氨酸對(duì)該病菌有明顯的抑制作用，菌落直徑僅為8～18 mm；說(shuō)明該病菌對(duì)有機(jī)氮源和無(wú)機(jī)氮源都能利用，但對(duì)有機(jī)氮源的利用率更高[19]。橡膠鏈格孢葉斑病菌、番茄灰葉斑病菌和蓮藕腐敗病菌等真菌在以酵母膏為氮源的培養(yǎng)基上菌落生長(zhǎng)得最好，線性生長(zhǎng)率較大；番木瓜茄病鐮刀菌、楊樹(shù)黑斑型潰瘍病菌、西藏八角蓮葉斑病菌、蕎麥白霉病菌等真菌在以蛋白胨為氮源的培養(yǎng)基中生長(zhǎng)最快；玉竹根腐病菌、火龍果果腐病菌的最佳氮源為牛肉膏。

6.2 無(wú)機(jī)氮對(duì)菌絲生長(zhǎng)的影響

無(wú)機(jī)氮是指植物、土壤和肥料中未與碳結(jié)合的含氮物質(zhì)的總稱，主要包括銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和亞硝態(tài)氮等。部分真菌生長(zhǎng)利用無(wú)機(jī)氮的能力優(yōu)于有機(jī)氮。(1)部分真菌對(duì)硝態(tài)氮的利用率較好。高羊茅葉斑病菌在以硝酸鉀、氯化銨、賴氨酸、硝酸鈣、亞硝酸鈉為氮源時(shí)，其菌落直徑分別為49.1、25.2、45.9、64.3、45.1 mm，說(shuō)明在氮源利用上，該病菌對(duì)硝態(tài)氮的利用優(yōu)于銨態(tài)氮[23]；茭白胡麻葉斑病菌、玉米穗腐病菌[30]、云南紅豆杉莖灰斑病菌等真菌也對(duì)硝態(tài)氮的利用率最高。(2)部分真菌對(duì)銨態(tài)氮的利用率較好。亞麻枯萎病是由尖孢鐮刀菌亞麻?；鸵鸬囊环N世界性病害，潘虹等研究了該病菌對(duì)氮源的利用，結(jié)果表明，尖孢鐮刀菌亞麻?；蛯?duì)氯化銨的利用最好，對(duì)尿素、蛋白胨的利用情況次之，對(duì)硝酸鈉和亞硝酸鈉的利用情況較差，說(shuō)明其對(duì)銨態(tài)氮的利用優(yōu)于硝態(tài)氮；花生葉腐病菌、云南紅豆杉莖灰斑病病菌等部分真菌也均對(duì)銨態(tài)氮的利用率最高[13]。(3)亞硝態(tài)氮對(duì)部分真菌生長(zhǎng)的促進(jìn)作用較小，甚至表現(xiàn)為抑制作用。鄭莉等研究發(fā)現(xiàn)，高羊茅葉斑病菌菌絲生長(zhǎng)對(duì)氮源的利用情況為硝酸鈣>CK>硝酸鉀>賴氨酸>亞硝酸鈉>氯化銨，即亞硝態(tài)氮對(duì)菌絲的生長(zhǎng)沒(méi)有促進(jìn)作用[23]；潘虹等研究表明，以亞硝酸鈉作為氮源，尖孢鐮刀菌亞麻?；偷纳L(zhǎng)量極少，甚至低于無(wú)氮對(duì)照，說(shuō)明亞硝酸鈉對(duì)該菌的生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制作用[13]。

真菌是生物界中很大的一個(gè)類群，分布在自然界的各個(gè)角落，世界上已被描述的真菌約有1萬(wàn)屬12萬(wàn)余種。它同細(xì)菌一樣能分解有機(jī)物，在自然界物質(zhì)循環(huán)上起著重要的作用。一些真菌通過(guò)定植在植物的質(zhì)外體或侵入植物細(xì)胞達(dá)到獲取營(yíng)養(yǎng)的目的，由此形成了植物與病原真菌的寄生關(guān)系，使植物致病。真菌病害是植物病害中最大的一類，約占植物病害的70%～80%，許多危害重、分布廣的植物病害都是致病真菌引起的。生物學(xué)特性是研究真菌繁殖條件、發(fā)生規(guī)律、病害有效控制等的理論基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)病原菌生物學(xué)特性進(jìn)行一系列深入研究，明確病原菌生長(zhǎng)發(fā)育的最適條件，從而明確其發(fā)生規(guī)律，并采取相應(yīng)措施控制生態(tài)條件，達(dá)到預(yù)防和防治病害的目的。所以，必須進(jìn)一步加強(qiáng)植物致病真菌生物學(xué)特性的系統(tǒng)研究，為已有病害的防治和新興病害的預(yù)防奠定理論基礎(chǔ)。