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        油松枯梢病菌孢子萌發(fā)率測定方法探索

        2021-12-20 08:45:42史丹陽任曉婧魏步飛許子怡孫玉琴李會平
        中國森林病蟲 2021年6期

        史丹陽,任曉婧,魏步飛,許子怡,孫玉琴,李會平,4

        (1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院,河北 保定 071001;2.黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學(xué)院,黑龍江 哈爾濱 150025;3.木蘭縣太平種子林林場,黑龍江 木蘭 151900;4.河北省城市森林健康技術(shù)創(chuàng)新中心,河北 保定 071001)

        油松Pinustabuliformis為中國特有松科針葉常綠喬木,具有很強的抗寒抗旱能力,在我國多省均有分布,是我國北方地區(qū)非常重要的造林和綠化景觀樹種[1]。油松對山地植被恢復(fù)也起著十分重要的作用,具有生態(tài)服務(wù)功能[2]。

        2004年首次在秦皇島市聯(lián)峰山發(fā)現(xiàn)油松枯梢病,病原菌為松球殼孢菌Sphaeropsissapinea[3]。該病原菌的分生孢子器為黑色球形,半埋生于松梢表皮層,分生孢子長橢圓形,單胞或多胞,淺棕色,著生在分生孢子器內(nèi)[4]。在研究該病菌的越冬場所、侵入途徑、侵染過程,篩選化學(xué)防治和生物防治藥劑的過程中,孢子萌發(fā)試驗是一項非常重要的工作[5-6]。傳統(tǒng)方法是在獲得分生孢子器的基礎(chǔ)上,配制孢子懸浮液,采用懸滴法、水瓊脂表面萌發(fā)法、培養(yǎng)皿萌發(fā)法、瓊脂平板表面萌發(fā)法等測定孢子萌發(fā)率,這是一項非常繁瑣且復(fù)雜的工作[7]。而且,該病菌不易在人工培養(yǎng)基中產(chǎn)生分生孢子器,因此獲得純凈足量的分生孢子也是一項具有挑戰(zhàn)性的工作。前期研究發(fā)現(xiàn)可以在滅菌松針上快速誘導(dǎo)出大量分生孢子器[8],這些分生孢子器在適宜條件下即開始萌發(fā)產(chǎn)生菌絲。因此筆者探索以分生孢子器萌發(fā)率代替孢子萌發(fā)率的可能及兩者之間的關(guān)系,以期為油松枯梢病分生孢子萌發(fā)率的測定提供一種快速、便捷的方法。

        1 材料與方法

        1.1試驗材料 油松枯梢病菌Sphaeropsissapinea分離自秦皇島聯(lián)峰山的油松枯梢病株病梢,由河北農(nóng)業(yè)大學(xué)林學(xué)院林木病理實驗室提供。分生孢子器誘導(dǎo)用松針,采自秦皇島聯(lián)峰山公園生長健壯的2 a生油松。

        1.2試驗方法

        1.2.1分生孢子器誘導(dǎo)和孢子懸浮液制備 將松針用自來水沖洗后,自然風(fēng)干,切成約1 cm的小段,置于培養(yǎng)皿中,加少量蒸餾水以保持其濕潤,121 ℃高壓滅菌25 min,連續(xù)高壓滅菌3次,供試菌株在馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基上生長3 d后,接種滅菌松針;在25 ℃恒溫光照培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng),待松針的分生孢子器和分生孢子成熟后取出,放置在無菌培養(yǎng)皿中備用。

        用接種針將松針上的分生孢子器輕輕挑下,無菌水浸泡10 min后取出,使分生孢子完全釋放于無菌水中,配成濃度為1×106個/mL孢子懸浮液。

        1.2.2懸滴法測定分生孢子萌發(fā)率 將孢子懸浮液滴于蓋玻片上,翻轉(zhuǎn)平放于凹玻片凹槽上,置于大培養(yǎng)皿中,用棉球蘸無菌水保濕。25 ℃恒溫光照培養(yǎng)2~50 h,每隔2 h觀察1次孢子萌發(fā)率。每次觀察5個載玻片作為重復(fù),每個載玻片觀察5個視野,每次觀察500~800個孢子。芽管長度超過孢子直徑長度(指直徑最小的一邊)的一半,視為已經(jīng)萌發(fā)。

        分生孢子萌發(fā)率(%)=萌發(fā)的孢子數(shù)/孢子總數(shù)×100

        1.2.3分生孢子器萌發(fā)率測定 將至少有80個分生孢子器的油松松針用無菌水沖洗后,0.1%的升汞表面消毒30 s,滅菌水沖洗3次,置于鋪有3層滅菌濕濾紙的培養(yǎng)皿中,LRH-250-G光照培養(yǎng)箱中25 ℃恒溫保濕培養(yǎng)2~50 h,每隔2 h光學(xué)顯微鏡下觀察其萌發(fā)情況,每次觀察5個油松松針。有菌絲自分生孢子器周圍伸出,長度超過分生孢子器直徑的一半,視為已經(jīng)萌發(fā)。

        分生孢子器萌發(fā)率(%)=產(chǎn)生菌絲的分生孢子器/分生孢子器總數(shù)×100

        1.3數(shù)據(jù)分析 利用一元線性回歸分析,用SPSS軟件對分生孢子器萌發(fā)率和孢子萌發(fā)率進行線性回歸分析。

        2 結(jié)果與分析

        2.1分生孢子器誘導(dǎo)結(jié)果 滅菌油松松針接種于PDA培養(yǎng)基上15 d后開始出現(xiàn)黑色的突起,即分生孢子器(圖1)。分生孢子器直徑為0.5~1.4 mm,黑色球形,半埋生在松針表皮層,后突出外露。

        圖1 油松枯梢病菌分生孢子器Fig.1 Pycnidia of S.sapinea

        2.2分生孢子萌發(fā)過程 懸滴法測定的分生孢子萌發(fā)過程如圖2所示。分生孢子在處理2 h后開始萌發(fā),長出芽管;隨著時間的延長,芽管的長度逐漸增加。孢子萌發(fā)率隨著時間的增長逐漸升高,2 h時孢子萌發(fā)率為22.3%,10 h時為34.4%,20 h時為55.3%,40 h時為78.2%,50 h時孢子萌發(fā)率趨于穩(wěn)定,達84.3%(表1)。

        A.未萌發(fā)Not germination;B.萌發(fā)2 h Germinated for 2 hours;C.萌發(fā)6 h Germinated for 6 hours;D.萌發(fā)8 h Germinated for 8 hours

        2.3分生孢子器萌發(fā)過程 生有分生孢子器的松針保濕培養(yǎng)后,逐漸在分生孢子器的周圍觀察到菌絲體(圖3)。

        處理后2 h,分生孢子器開始萌發(fā),周圍可觀察到少量菌絲,萌發(fā)率為3.9%,隨著時間的延長,菌絲逐漸增多、長度增加,萌發(fā)率逐漸增高,20 h時為39.0%,40 h為64.1%,到50 h時萌發(fā)率趨于穩(wěn)定,達80.0%(表1)。

        表1 不同時間的分生孢子和分生孢子器萌發(fā)率Tab.1 Germination rate of conidia and pycnidia at different time

        A.未萌發(fā)Not germination;B.萌發(fā)2 h Germinated for 2 hours;C.萌發(fā)6 h Germinated for 6 hours;D.萌發(fā)10 h Germinated for 10 hours

        2.4分生孢子萌發(fā)率與分生孢子器萌發(fā)率的關(guān)系 分生孢子器萌發(fā)率和孢子萌發(fā)率之間具有線性關(guān)系,可用一元回歸方程y=0.195+0.864x表示,其中y為孢子萌發(fā)率,0.195為回歸截距,0.864為回歸系數(shù)(即傾向趨勢),x為分生孢子器萌發(fā)率,分生孢子的萌發(fā)率和分生孢子器萌發(fā)率之間的線性關(guān)系較好(圖4)。

        方差分析表明,分生孢子器萌發(fā)率與孢子萌發(fā)率之間具有線性關(guān)系(df=23,F(xiàn)=1 113.559,P=0<0.05)。

        圖4 分生孢子萌發(fā)率與分生孢子器萌發(fā)率之間的一元線性回歸Fig.4 One variable linear regression of the relationship between conidia germination rate and pycnidia germination rate

        利用回歸方程y=0.195+0.864x,對分生孢子的萌發(fā)率進行預(yù)測,預(yù)測值和實際值見表2。

        可以看出利用該方程對分生孢子萌發(fā)率進行預(yù)測時,預(yù)測值和實際值誤差較小,可以用于實際孢子萌發(fā)率測定研究中(表2)。

        表2 分生孢子萌發(fā)率預(yù)測值和實際值比較Tab.2 Comparison between predicted and actual values of conidia germination rate

        3 結(jié)論與討論

        本研究中采用了分生孢子器萌發(fā)法和一元線性回歸分析,通過用SPSS軟件對油松枯梢病分生孢子器萌發(fā)率和孢子萌發(fā)率進行線性回歸分析。分生孢子器萌發(fā)率和孢子萌發(fā)率之間具有線性關(guān)系,兩者的比值圍繞一定值波動,可以近似地用一元回歸方程表示。利用該回歸方程測算油松枯梢病分生孢子萌發(fā)率,方法簡便,可以作為孢子萌發(fā)率測定的代用方法。對于其他可以產(chǎn)生子實體的病原真菌孢子萌發(fā)率的測定,也可以借鑒此方法,但由于不同真菌的萌發(fā)要求和萌發(fā)過程不同,其回歸方程需要單獨摸索。

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